[發(fā)明專利]一種耐酸型復(fù)合反滲透膜

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010129173.5
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN101785974A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞三傳;劉梅紅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D69/12;B01D61/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 陳小良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)，具體是指一種耐酸型高分子復(fù)合反滲透膜。

技術(shù)背景

反滲透技術(shù)是一種高效、節(jié)能的綠色新型分離技術(shù)，具有設(shè)備簡單、操作條件溫和、處理量大、分離效率高等突出特點，已在海水和苦咸水淡化、廢水處理與資源化、生物制品分離、環(huán)境工程、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并已取得了很好的經(jīng)濟和社會效益；近年來，隨著全球水資源短缺日益嚴重、水污染日益加重，反滲透技術(shù)在海水淡化和水回用領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用和重視。

反滲透技術(shù)的核心是高性能的反滲透膜，到目前為止已商業(yè)化生產(chǎn)和工業(yè)化應(yīng)用的反滲透膜主要包括不對稱反滲透膜和復(fù)合反滲透膜。不對稱反滲透膜采用溶液相轉(zhuǎn)化法制備，其脫鹽層和支撐層為同一種材料，目前主要有醋酸纖維素類不對稱反滲透膜，存在易壓密、滲透通量低、運行壓力高、材料選擇范圍窄等缺點。復(fù)合反滲透膜是通過表面涂覆、界面縮聚和就地聚合等沉積方式，將一層超薄脫鹽功能層沉積到孔徑適當(dāng)?shù)亩嗫字文け砻妫涿擕}層和支撐層為不同材料，超薄功能層可以優(yōu)化到理想的選擇透過性，支撐膜也可以優(yōu)化達到最佳的強度和耐壓密性，具有耐壓密性好、滲透通量高、運行壓力低、材料選擇范圍寬等優(yōu)點。目前在全球普遍使用的反滲透膜主要是芳香聚酰胺類復(fù)合反滲透膜，與醋酸纖維素類不對稱反滲透膜相比，芳香聚酰胺類復(fù)合反滲透膜具有分離性能優(yōu)越、耐壓密性好、pH使用范圍廣等優(yōu)點。

美國Dow化學(xué)公司以Cadotte等人的發(fā)明專利(US?Patent?4,277,344)為基礎(chǔ)制造和銷售的高性能復(fù)合反滲透膜。該專利采用界面縮聚工藝，通過間苯二胺和均苯三甲酰氯之間的界面縮聚，在聚砜多孔支撐膜上復(fù)合一層芳香聚酰胺功能薄膜，該膜的超薄脫鹽功能層為交聯(lián)的芳香聚酰胺，該膜的pH使用范圍為2-11。

美國Hydranautics公司以Tomaschke的發(fā)明專利(US?Patent?4,872,984和US?Patent4,948,507)為基礎(chǔ)制造和銷售的高性能復(fù)合反滲透膜。在這兩個發(fā)明專利中，均采用界面聚合工藝制備復(fù)合反滲透膜，通過間苯二胺和均苯三甲酰氯與間苯二甲酰氯混合物之間的界面縮聚，在聚砜多孔支撐膜上復(fù)合一層芳香聚酰胺功能薄膜，該膜的超薄脫鹽功能層為芳香聚酰胺，該膜的pH使用范圍為2-11。

日本Toray公司以Uemura等人的發(fā)明專利(US?Patent?4,761,234)為基礎(chǔ)制造和銷售的高性能復(fù)合反滲透膜。該專利采用界面縮聚工藝，通過間苯二胺與均苯三胺混合物和均苯三甲酰氯與間苯二甲酰氯混合物之間的界面縮聚，在聚砜多孔支撐膜上復(fù)合一層芳香聚酰胺功能薄膜，該膜的超薄脫鹽功能層為交聯(lián)芳香聚酰胺，該膜的pH使用范圍為2-11。

美國Trisep公司以Sundet等人的發(fā)明專利(US?Patent?4,529,646)為基礎(chǔ)制造和銷售的高性能復(fù)合反滲透膜。該專利采用界面縮聚工藝，通過間苯二胺和1，3，5-環(huán)己烷三甲酰氯之間的界面縮聚，在聚砜多孔支撐膜上復(fù)合一層聚酰胺功能薄膜，該膜的超薄脫鹽功能層為交聯(lián)芳族-脂族混合聚酰胺，該膜的最低使用pH為2。

此外，US?Patent5,576,057、US?Patent?5,989,426、US?Patent?6,162,358、US?Patent6,464,873等專利也是采用多元胺與多元酰氯之間的界面聚合反應(yīng)來制備復(fù)合反滲透膜，得到的聚酰胺類復(fù)合反滲透膜的最低使用pH均大于2。

因此，目前商業(yè)化生產(chǎn)和工業(yè)化應(yīng)用的復(fù)合反滲透膜大多是通過芳族多元胺與多元酰氯之間的界面聚合來制備的，復(fù)合膜的脫鹽功能層為聚酰胺，膜的最低使用pH＝2，制約了復(fù)合反滲透膜在一些酸性條件下(如pH＜2)的應(yīng)用。

因而，如何提高復(fù)合反滲透膜的耐酸性能，制備具有耐酸功能的復(fù)合反滲透膜，對于拓展反滲透技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是在一些酸性工業(yè)流體的分離中的應(yīng)用是十分必要和具有重要實際意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種新型的復(fù)合反滲透膜結(jié)構(gòu)，可以有效改善現(xiàn)有復(fù)合反滲透膜的耐酸性能。

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，在現(xiàn)有聚酰胺類復(fù)合反滲透膜的超薄功能層表面涂覆上一層含酰胺結(jié)構(gòu)單元的親水性功能材料。通過功能材料所含的酰胺結(jié)構(gòu)單元與聚酰胺類復(fù)合反滲透膜脫鹽層中的酰胺、氨基及羧基等結(jié)構(gòu)單元或官能團之間的氫鍵作用，采用簡單、方便的溶液浸涂工藝，可將含酰胺結(jié)構(gòu)單元親水性功能材料沉積在聚酰胺類復(fù)合反滲透膜表面，不僅可提高聚酰胺類復(fù)合反滲透膜表面的親水性能，而且可提高現(xiàn)有聚酰胺類復(fù)合反滲透膜的耐酸性能。