[發明專利]一種含聯苯結構的聚酰胺反滲透復合膜及制法

無效

• 申請號: 200810051038.6
• 申請日: 2008-07-31
• 公開（公告）號: CN101332415A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 張所波;李磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/10
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明屬于水處理技術，具體是一種含聯苯結構的聚酰胺反滲透復合膜及制法。

背景技術

反滲透膜主要分為兩大類：一類是醋酸纖維素膜；另一類是芳香族聚酰胺膜。其中醋酸纖維素膜由于pH范圍窄，易水解，操作壓力要求偏高，性能衰減較快等原因，市場占有份額逐漸減少。而芳香族聚酰胺反滲透復合膜則有著脫鹽率高，水通量大，應用pH范圍寬，耐生物降解等優點，缺點是不耐游離氯氧化，占有了絕大多數市場份額。目前工業上生產的絕大多數芳香族聚酰胺反滲透復合膜是多元胺和多元酰氯在多孔支撐層上通過界面聚合制備。多元胺和多元酰氯界面縮聚得到的超薄芳香聚酰胺層起到了分離的作用，而多孔支撐層則提供必要的機械強度和耐壓密性。

自從1972年Cadotte?J.E.等用界面聚合法制得第一張聚酰胺反滲透復合膜后，反滲透技術進入了一個高速發展的時期。在這期間，1977年美國北極星研究所在專利US4,039,440中報道了NS-100反滲透復合膜的制備方法和性能，這是反滲透技術發展的一個里程碑，它是第一種開發成功的非纖維素復合膜。其合成路線如下：

NS-100反滲透復合膜的成功為反滲透復合膜的發展指引了一個方向，各種具有多胺基團的反應物被用來制備反滲透膜。

Cadotte在專利US4,277,344中報道了采用均苯三甲酰氯和間苯二胺在多孔支撐層上界面聚合制備高通量和高截留的反滲透復合膜的方法。這種反滲透膜后來得到了最為廣泛的應用，成為反滲透復合膜的代表。其合成路線如下：

隨后，各大公司又推出了各種型號的反滲透膜，具有代表性的是流體公司的TFCL系列反滲透復合膜，東麗公司的UTC-70，UTC-80，UTC-90等系列產品，海德能公司的CPA2反滲透膜等等。

脫鹽率和水通量是評價反滲透膜的兩個重要參數，脫鹽率R(％)定義為：在一定的操作條件下，1減去滲透液中鹽濃度(C_p)與進料液中鹽濃度(C_f)之比，再乘以100。

水通量定義為：在一定操作條件下，單位時間內透過單位膜面積的水的體積，本發明中的單位為l/m².h

盡管膜技術已經取得了巨大的進步，但是現有的膜材料并不能滿足人們的需求，在不損失脫鹽率的條件下，膜的通量需要進一步提高，需要新的單體，新的材料的出現。目前市場上制備芳香聚酰胺反滲透膜的酰氯單體可以分為：脂肪族和芳香族酰氯兩大類，而芳香族酰氯幾乎都只含有一個苯環。

發明內容

本發明提供一種含聯苯結構的聚酰胺反滲透復合膜及制法，該反滲透復合膜是由聚砜支撐層和芳香聚酰胺功能層組成；所述的芳香聚酰胺功能層由含聯苯結構的芳香族多元酰氯或其混合物與芳香族多元胺或其混合物通過界面縮聚制備的；

所述的含聯苯結構的芳香族多元酰氯是：2，2′，5，5′-聯苯四酰氯、2，2′，4，4′-聯苯四酰氯、2，2′，5，5′-聯苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物或2，2′，4，4′--聯苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物；所述的芳香族多元胺是間苯二胺或間苯二胺和5-羧酸間苯二胺的混合物；

其中，由2，2′，4，4′-聯苯四酰氯和間苯二胺制備的芳香聚酰胺功能層，其化學結構式為：

式中，X為-NH-CO-；Y對應為-COOH。

由2，2′，5，5′-聯苯四酰氯和間苯二胺制備的芳香聚酰胺功能層，其化學結構式為：

由2，2′，4，4′-聯苯四酰氯與間苯二胺和5-羧酸間苯二胺的混合物制備的芳香聚酰胺功能層，其化學結構式如下的式1；

由2，2′，5，5′-聯苯四酰氯與間苯二胺和5-羧酸間苯二胺的混合物制備的芳香聚酰胺功能層，其化學結構式如下的式2；

由2，2′，4，4′-聯苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物與間苯二胺制備的芳香聚酰胺功能層，其化學結構式如下的式3；

由2，2′，5，5′-聯苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物與間苯二胺制備的芳香聚酰胺功能層，其化學結構式如下的式4；

本發明提供的含聯苯結構的聚酰胺反滲透復合膜的制備方法，其特征在于，步驟和條件如下：