本发明专利技术涉及复合聚酰胺反渗透膜及其制备方法。在一个优选的实施方案中,通过用包含2重量%间苯二胺(MPD)和0.1重量%二(乙二醇)己基甲基醚的水溶液涂布多孔聚砜载体制备所述膜。然后,去除过量的液体,并将涂布后的载体浸入均苯三甲酰氯(TMC)在具有8~12个碳原子的烷烃的混合物中的0.1重量%有机溶剂溶液内。在排干TMC溶液后,将得到的复合膜风干,然后用碱性水溶液洗涤。用含有2000ppm的NaCl水溶液在225psi下使用时,所得膜的水通量为21.3gfd,脱盐率为98.9%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体而言涉及反渗透膜,更具体而言涉及新型的。
技术介绍
已知可采用不同类型的选择性膜将溶解的物质从它们的溶剂中分离出来,这些膜的实例包括微滤膜、超滤膜和反渗透膜。以前,反渗透膜的一种用途是被应用于有盐味的水或海水的脱盐以得到大量适用于工业、农业和家用的相对无盐的水。使用反渗透膜对有盐味的水或海水进行脱盐涉及的方法从字面上指通过迫使有盐味的水透过反渗透膜,使纯水透过膜而盐类与其它溶解的离子和分子不能透过膜,从而将盐类与其他溶解的离子或分子从有盐味的水中滤除。渗透压抵抗反渗透过程,且进料水的浓度越高,需要克服的渗透压越大。为了可大规模商用于使有盐味的水或海水脱盐,反渗透膜必须具有一定的性能。性能之一为该膜具有高的脱盐率(salt rejectioncoefficient)。实际上,为了使经脱盐的水适用于多种商业应用,反渗透膜的脱盐能力应至少为约97%,更优选脱盐能力至少为约98.5%。反渗透膜另一重要的性能为该膜具有高的通量性能(fluxcharacteristic),即具有在相对低的压力下使相对大量的水通过该膜的能力。特别地,膜的通量(flux)在于800psi压力下处理海水时应大于10加仑/平方英尺-天(gfd),而在于220psi压力下处理有盐味的水时应大于15gfd。对于某些用途,为换取高的脱盐率,在其它情况下不利的低通量也是可以接受的,反之亦然。一类常用的反渗透膜是包括多孔载体和在该多孔载体上形成的薄聚酰胺膜的复合膜。典型地,该聚酰胺膜通过多官能胺和多官能酰基卤的界面聚合而制备。上述复合反渗透膜的一个实例公开于美国专利No.4,277,344中,专利技术人为Cadotte,1981年7月7日授权,此处将其并入作为参考。上述专利记载一种芳香聚酰胺膜,其为含有至少两个伯胺取代基的芳香多官能胺与含有至少三个酰基卤取代基的芳香酰基卤的界面反应的产物。在优选的实施方案中,用在水中的间苯二胺涂布多孔聚砜载体。从涂布的载体去除过量的间苯二胺溶液后,用溶解于“FREON”(TF,三氯三氟乙烷)溶剂中的均苯三甲酰氯(trimesoyl chloride)溶液涂覆该经涂布的载体。界面反应的接触时间为10秒,实质上反应在1秒内完成。然后风干得到的聚砜/聚酰胺复合物。虽然上述Cadotte膜表现出优良的通量和脱盐率,但采用了各种方法用于进一步提高复合聚酰胺反渗透膜的通量和脱盐率。另外,还采用了其它方法以改善上述膜的耐化学降解性等。这些方法中很多方法都涉及在界面聚合反应中使用的溶液中应用各种类型的添加剂。例如,1989年10月10日授权的美国专利No.4,872,984,专利技术者为Tomaschke,此处将其并入作为参考,公开了如下制备的芳香聚酰胺膜(a)用包含(i)含有至少两个胺官能团的基本上为单体的芳香性多官能胺反应物和(ii)胺盐的水溶液涂布微孔载体以在所述微孔载体上形成液体层,(b)使该液体层与含有多官能酰氯及其混合物的基本上为单体的芳香性胺反应性(amine-reactive)反应物的有机溶剂溶液接触,其中该胺反应性反应物在每个反应物分子中平均至少具有约2.2个酰基卤基团,以及(c)干燥步骤(b)的产物以形成可透水的膜。美国专利No.4,983,291于1991年1月8日授权,专利技术人为Chau等,此处将其并入作为参考。该专利公开了一种包括在多孔载体基材内或之上的聚合反应产物的膜。根据Chau等人的专利,所述膜可通过将多孔载体与多官能胺的水溶液接触来制备,若需要,这种多官能胺可含有不与该胺反应的极性非质子溶剂、多羟基化合物和酸性接受体。自该经涂布的载体的表面除去过量的液体,然后与多酰基卤(polyacyl halide)的有机溶液接触足以在载体材料内或之上生成聚合反应产物的一段时间。然后在干燥该膜前,将得到的复合物用羟基多羧酸、多氨基亚烷基多羧酸(polyaminoalkylene polycarboxylic acid)、磺酸、酸的胺盐、氨基酸、氨基酸盐、聚合酸(polymeric acid)和无机酸进行处理。美国专利No.5,733,602于1998年3月31日授权,专利技术人为Hirose等人,此处将其并入作为参考。该专利公开一种制备复合反渗透膜的方法,其包括以下步骤用含有每分子至少两个反应性氨基的化合物的溶液(A)涂布多孔载体,将含有多官能酰基卤的溶液(B)与溶液(A)接触以诱导交联从而形成交联的聚酰胺表层,其中交联是在溶解度参数为8~14(cal/cm3)1/2的物质(S)的存在下实施的。在上述方法的优选的实施方案中,物质(S)选自以下组中的至少一种醇和醚。在上述方法的另一优选的实施方案中,物质(S)至少存在于溶液A和溶液B之一之中。2000年1月18日授权的美国专利No.6,015,495,专利技术人为Koo等人,此处将其并入作为参考,公开一种。根据一种实施方案,该膜包含多孔载体和于该多孔载体之上的聚酰胺膜,所述聚酰胺膜包含以下两种溶液的反应产物(i)包含多官能胺和混合溶剂的水溶液,所述混合溶剂包括水和极性化合物,所述极性化合物选自以下组中二(丙二醇)单烷基醚、烷基取代的1,3-丙二醇、1,2-烷基二醇、二(乙二醇)己基醚、二(乙二醇)叔丁基甲基醚、三(乙二醇)二甲基醚和1,x-环己烷二甲醇,其中x为2~4的整数;和(ii)包含胺反应性反应物的有机溶剂溶液,所述胺反应性反应物可选自以下组中多官能酰基卤、多官能磺酰卤(sulfonylhalide)和多官能异氰酸酯。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供新型的聚酰胺膜。本专利技术的另一目的是提供新型的复合聚酰胺反渗透膜。本专利技术的另一目的是提供制备复合聚酰胺反渗透膜的新方法。因此,本专利技术的一方面提供聚酰胺膜,所述的聚酰胺膜包括以下溶液的反应产物(i)含有多官能胺的水溶液;和(ii)包含胺反应性反应物的有机溶剂溶液,所述胺反应性反应物选自以下组中多官能酰基卤、多官能磺酰卤和多官能异氰酸酯;(iii)其中至少所述水溶液和所述有机溶剂溶液之一进一步包含至少一种选自以下组中的极性化合物二(乙二醇)癸基甲基醚、二(乙二醇)辛基甲基醚、二(乙二醇)苄基甲基醚、二(乙二醇)庚基甲基醚、二(乙二醇)己基甲基醚、二(乙二醇)戊基甲基醚、二(乙二醇)丁基甲基醚、二(乙二醇)丙基甲基醚、三(乙二醇)癸基甲基醚、三(乙二醇)辛基甲基醚、三(乙二醇)苄基甲基醚、三(乙二醇)庚基甲基醚、三(乙二醇)己基甲基醚、三(乙二醇)戊基甲基醚、三(乙二醇)丁基甲基醚、三(乙二醇)丙基甲基醚、四(乙二醇)癸基甲基醚、四(乙二醇)辛基甲基醚、四(乙二醇)苄基甲基醚、四(乙二醇)庚基甲基醚、四(乙二醇)己基甲基醚、四(乙二醇)戊基甲基醚、四(乙二醇)丁基甲基醚、四(乙二醇)丙基甲基醚、四(乙二醇)二甲基醚、聚(乙二醇)二甲基醚、二(乙二醇)二乙烯基醚、三(乙二醇)二乙烯基醚、四(乙二醇)二乙烯基醚、以及聚(乙二醇)二乙烯基醚。在将上述至少一种极性化合物加入水溶液中以形成所述溶液中的混合溶剂的情况下,所述的至少一种极性化合物优选占所述混合溶剂的不超过约5重量%,更优选不超过约3重量%。在将上述至少一种极性化合物加入有机溶剂溶液中以形成所述溶液中的混合溶剂的情况下,所述的至少一种极性化合物优选占所述混本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚酰胺膜,其包含以下溶液的反应产物:(i)包含多官能胺的水溶液;和(ii)包含胺反应性反应物的有机溶剂溶液,所述胺反应性反应物选自以下组中:多官能酰基卤、多官能磺酰卤和多官能异氰酸酯;(iii)其中至少所述水溶液和所述有机溶剂溶液之一进一步包含选自以下组中的极性化合物:二(乙二醇)癸基甲基醚、二(乙二醇)辛基甲基醚、二(乙二醇)苄基甲基醚、二(乙二醇)庚基甲基醚、二(乙二醇)己基甲基醚、二(乙二醇)戊基甲基醚、二(乙二醇)丁基甲基醚、二(乙二醇)丙基甲基醚、三(乙二醇)癸基甲基醚、三(乙二醇)辛基甲基醚、三(乙二醇)苄基甲基醚、三(乙二醇)庚基甲基醚、三(乙二醇)己基甲基醚、三(乙二醇)戊基甲基醚、三(乙二醇)丁基甲基醚、三(乙二醇)丙基甲基醚、四(乙二醇)癸基甲基醚、四(乙二醇)辛基甲基醚、四(乙二醇)苄基甲基醚、四(乙二醇)庚基甲基醚、四(乙二醇)己基甲基醚、四(乙二醇)戊基甲基醚、四(乙二醇)丁基甲基醚、四(乙二醇)丙基甲基醚、四(乙二醇)二甲基醚、聚(乙二醇)二甲基醚、二(乙二醇)二乙烯基醚、三(乙二醇)二乙烯基醚、四(乙二醇)二乙烯基醚、聚(乙二醇)二乙烯基醚、以及它们的混合物。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员:具滋永,洪兴彪,李宗华,金俊锡,
申请(专利权)人:世韩工业株式会社,
类型:发明
国别省市:KR[韩国]
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