[發(fā)明專利]一種復(fù)合反滲透膜

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810302073.0
• 申請日: 2008-06-10
• 公開（公告）號: CN101601975A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳宗策;金焱;趙小陽;張強(qiáng);蔡志奇
• 申請（專利權(quán)）人: 貴陽時(shí)代匯通膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/56
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李大剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可用于海水淡化等領(lǐng)域的復(fù)合反滲透膜，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

全世界海水以及含無機(jī)鹽的苦咸水淡化的日產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到2700萬噸，并且還在以10％～30％的速度攀升。膜法處理咸水淡化具有能源消耗少，投資低，回收率高，占地面積小，鹽去除率高，水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，且系統(tǒng)使用壽命長，是最先進(jìn)最理想的處理技術(shù)。因此反滲透膜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油石化、醫(yī)藥、食品、市政工程及海水淡化等領(lǐng)域。

早期的反滲透膜使用改性的醋酸纖維素在多孔支撐層上鑄膜制造，得到的膜的產(chǎn)水量和脫鹽率都比較低。

二十世紀(jì)七十年代，杜邦公司發(fā)明了芳香族聚酰胺中空纖維反滲透器，使用間苯二胺和間苯二甲酰氯進(jìn)行界面合成，從此，通過界面合成成為之后制造反滲透膜的經(jīng)典方法。

1981年美國Filmtec公司發(fā)表了專利US4277344，該專利介紹了使用均苯三甲酰氯和間苯二胺進(jìn)行界面合成的方法，制造出高水通量和高脫鹽率的反滲透膜。該方法是將間苯二胺水溶液涂布于聚砜支撐層上，然后再涂布上均苯三甲酰氯的烷烴溶液進(jìn)行界面縮合，形成一層薄膜，即成為反滲透膜。間苯二胺是一種價(jià)格低廉的原料，均苯三甲酰氯的制造成本也相對比較低，所以二十世紀(jì)八十年代，由于Filmtec公司的專利技術(shù)優(yōu)勢明顯，因此Filmtec公司的產(chǎn)品在市場上占有絕對地位。

1988年日本toray公司發(fā)表了專利JP63004803，該專利介紹了使用均苯三胺和間苯二甲酰氯進(jìn)行界面合成制造反滲透膜的方法，但由于均苯三胺的制造成本偏高，以及消耗量大，相對于均苯三甲酰氯無明顯優(yōu)勢。

到二十世紀(jì)九十年代，其它公司相應(yīng)發(fā)表了新的酰氯單體專利，如：Hydranautics公司的US5246587，使用了環(huán)戊烷四甲酰氯，5-氯甲基間苯二甲酰氯；Nitto?Denko公司的Us5674398，使用了苯六甲酰氯；杜邦公司的EP0473290使用了5-異氰酸基間苯二甲酰氯；Toray公司的US4761234使用了3，3’，5，5’-四氨基苯甲酰苯胺。

經(jīng)過近十年的發(fā)展，除了Hydranautics公司的環(huán)戊烷四甲酰氯單體在低壓膜制造方面，對膜的產(chǎn)水量有所提高之外，其它單體和均苯三甲酰氯相比都沒有明顯優(yōu)勢。

到了二十一世紀(jì)，基本上很少有新的酰氯單體出現(xiàn)。經(jīng)過二十多年的市場考驗(yàn)，使用均苯三甲酰氯和間苯二胺進(jìn)行界面合成制造反滲透膜的方法，已經(jīng)成為世界上反滲透膜制造的通用方法。

二十世紀(jì)七十年代杜邦公司使用間苯二甲酰氯和間苯二胺得到的聚酰胺反滲透膜，其分子結(jié)構(gòu)為線形結(jié)構(gòu)。而Filmtec使用均苯三甲酰氯，能夠使膜分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生二維交聯(lián)，更容易使膜形成平面結(jié)構(gòu)，膜的致密性更高，因此膜的脫鹽率和產(chǎn)水量得到大幅度提高。后來開發(fā)的大多數(shù)新酰氯單體都是基于一個(gè)苯環(huán)引入兩個(gè)到六個(gè)活性基團(tuán)，與均苯三甲酰氯相比，仍然主要是使膜分子產(chǎn)生二維交聯(lián)，因此在膜的整體性能上并沒有產(chǎn)生大幅度提升。

到目前為止，還沒有關(guān)于膜分子產(chǎn)生三維交聯(lián)的復(fù)合反滲透膜的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種致密性和剛性更好的復(fù)合反滲透膜。本發(fā)明采用含酰基鹵化合物的有機(jī)溶液與多元胺經(jīng)界面縮合得到具有三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的反滲透膜，使膜的性能進(jìn)一步提高，具有更好的致密性以及更強(qiáng)的剛性，從而提高了膜的脫鹽率和水通量，使膜具有優(yōu)良的抗壓密化性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種復(fù)合反滲透膜，包括無紡布層和聚砜支撐層，其特點(diǎn)是：在聚砜支撐層上有用多元胺與含酰基鹵化合物的有機(jī)溶液進(jìn)行界面合成的交聯(lián)聚酰胺層。

上述復(fù)合反滲透膜中，所述含酰基鹵化合物的有機(jī)溶液中酰基鹵化合物的濃度為0.01wt/v％～5wt/v％，優(yōu)選為0.15wt/v％。

前述復(fù)合反滲透膜中，所述的酰基鹵化合物可以為0～95重量份的均苯三甲酰鹵和100～5重量份的聯(lián)苯四甲酰鹵所組成的混合物。

前述復(fù)合反滲透膜中，所述的酰基鹵化合物更好是10～80重量份的均苯三甲酰鹵和90～20重量份的聯(lián)苯四甲酰鹵所組成的混合物。

前述復(fù)合反滲透膜中，優(yōu)選的酰基鹵化合物為50重量份的均苯三甲酰鹵和50重量份的聯(lián)苯四甲酰鹵所組成的混合物。

前述復(fù)合反滲透膜中，所述均苯三甲酰鹵的結(jié)構(gòu)式如下：

其中X、Y、Z分別為氯、溴、氟中的任意一個(gè)。優(yōu)選的均苯三甲酰鹵為均苯三甲酰氯。

前述復(fù)合反滲透膜中，所述的聯(lián)苯四甲酰鹵為3，3’，5，5’-聯(lián)苯四甲酰鹵或2，2’，4，4’-聯(lián)苯四甲酰鹵。