[發(fā)明專(zhuān)利]源自于四官能酰鹵單體的薄膜復(fù)合膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380038531.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104470628A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·L·阿羅伍德;A·A·德塞;S·D·瓊斯;M·保羅;A·羅伊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D69/12
• 分類(lèi)號(hào): B01D69/12;B01D71/56
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜復(fù)合膜及其制造和使用方法。

背景技術(shù)

薄膜復(fù)合(TFC)膜用于各種流體分離。所述薄膜層可以通過(guò)將多官能胺(例如間苯二胺)和多官能酰鹵(例如均苯三甲酰氯)單體用不混溶溶液順序涂布在載體上后二者之間界面縮聚反應(yīng)而形成，參見(jiàn)例如Cadotte的US?4277344。已經(jīng)研究了各種多官能酰鹵單體和單體組合。例如，Cadotte的US?4259183描述了二和三官能酰鹵單體的組合，例如間苯二酰氯或?qū)Ρ蕉Ｂ扰c均苯三甲酰氯的組合。四酰鹵單體也在文獻(xiàn)中描述，參見(jiàn)例如：i)Lei，Li等，Polyamide?Thin?Film?Composite?Membranes?Prepared?from?Isomeric?Biphenyl?Tetraacyl?Chloride?and?m-Phenylenediamine，Journal?of?Membrane?Science，315(2008)，20-27；ii)R.J.Peterson，Composite?Reverse?Osmosis?and?Nanofiltration?Membranes，Journal?of?Membrane?Science，83(1993)，81-150頁(yè)(參見(jiàn)例如116-117頁(yè))和US?6162358，這二者描述了使用金剛烷-2,6二酮-1,3,5,7-四碳酰氯，和iii)CN102219673，其描述了利用5,5'-亞甲基二間苯二酰氯、均苯三酰氯和哌嗪的組合形成納米過(guò)濾膜。

膜的特征通常在于它們的水和NaCl滲透系數(shù)、即“A”和“B”值；參見(jiàn)Mulder，Basic?Principles?of?Membrane?Technology，第二版，Kluwer?Academic?Publishers(1996)。雖然反滲透(RO)膜對(duì)于NaCl的B值通常小于0.3GFD，但在特殊應(yīng)用中需要低得多的值(例如小于0.04GFD)。

發(fā)明內(nèi)容

制造包括多孔載體和薄膜聚酰胺層的復(fù)合聚酰胺膜的方法，其中所述方法包括向多孔載體表面施加多官能胺單體和由式(I)表示的四酰鹵單體并界面聚合所述單體以形成薄膜聚酰胺層的步驟；

其中A選自：氧(-O-)；碳(-C-)；硅(-Si-)；其各自可以是未取代或用例如1-4個(gè)碳原子的烷基取代；或羰基(-C(O)-)，X是相同或不同的并選自鹵素，和Y選自鹵素和羥基。優(yōu)選的實(shí)施方式產(chǎn)生B值小于或等于0.04GFD的膜。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明不具體限于特定構(gòu)造或形狀的復(fù)合膜。例如，本發(fā)明適用于通常可用于反滲透(RO)的平板狀、管狀和中空纖維聚酰胺膜。RO膜對(duì)幾乎所有的溶解鹽相對(duì)不可滲透，并通常截留超過(guò)大約95％的單價(jià)離子鹽，例如氯化鈉。分子量大于大約100道爾頓的有機(jī)分子也被充分截留。相反，納濾(NF)膜經(jīng)常表征為基本上通過(guò)分子量小于200道爾頓的中性分子以及單價(jià)離子的那些膜。這些膜由于電荷相互作用，仍然通常具有對(duì)二價(jià)離子的高截留。在這兩種情況下，膜經(jīng)常以水和鹽滲透性值為特征。

水滲透系數(shù)(A值)可定義為通量(滲透物體積流率/單位面積活性膜)除以?xún)趄?qū)動(dòng)壓力。所述凈驅(qū)動(dòng)壓力通過(guò)外加壓力減去滲透物壓力和跨膜滲透壓力差來(lái)計(jì)算。雖然水滲透系數(shù)經(jīng)常被認(rèn)為是膜的基本特征，但可觀(guān)察到它隨著溫度、濃度和外加壓力的變化而可預(yù)測(cè)地變化。對(duì)于本發(fā)明而言，A值還基于用2000ppm的pH?8的NaCl在225psi下的25℃試驗(yàn)來(lái)計(jì)算。

溶質(zhì)滲透系數(shù)(B值)決定鹽擴(kuò)散通過(guò)膜的速率。(參見(jiàn)，例如Osada&Nakagawa，Membrane?Science?and?Technology，第9章，Reverse?Osmosis,Marcel?Dekker，Inc.，New?York，1992)。所述溶質(zhì)滲透系數(shù)是滲透膜的基本參數(shù)之一，但是它的值已知隨著溶質(zhì)組成并特別是隨著溫度而變化。對(duì)于具體設(shè)定的運(yùn)行條件，膜的溶質(zhì)滲透系數(shù)B_膜可以從通量J和本征溶質(zhì)通過(guò)率C_p/C_m根據(jù)下式計(jì)算：

B_膜＝(J*C_p/C_m)/(1-C_p/C_m)