[發(fā)明專利]一種抗污染復(fù)合反滲透膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410448518.1
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104190272A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳亦力;夏建中;李偉;林勇;劉德祥;宋冠軍;肖宏康
• 申請（專利權(quán)）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/78
• 分類號: B01D71/78;B01D71/68;B01D71/56;B01D71/38;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 北京君智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11305
• 代理人: 黃綠雯

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于污水處理以及海水淡化領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種抗污染復(fù)合反滲透膜的制備方法。

【背景技術(shù)】

反滲透技術(shù)以其高效、環(huán)保、安全、無相變、易操作等優(yōu)點(diǎn)成為一種關(guān)鍵的凈水技術(shù)，廣泛應(yīng)用于飲用水凈化、海水苦咸水淡化、中水回收、廢水處理、硬水軟化和高純水制備等領(lǐng)域，被稱為“21世界的水處理技術(shù)”。復(fù)合反滲透膜操作壓力低，通量和脫鹽率較高，穩(wěn)定性好，因此已經(jīng)占領(lǐng)了90％的市場。但是反滲透技術(shù)在目前應(yīng)用過程中面臨的最主要問題就是膜污染，水中的無機(jī)離子、微生物、有機(jī)物以及膠體等雜質(zhì)會吸附、沉積在膜表面和膜孔，造成通量衰減以及膜分離性能的降低。因此降低膜污染、開發(fā)抗污染型的復(fù)合反滲透膜是當(dāng)今膜技術(shù)應(yīng)用研究領(lǐng)域的重大課題。

在反滲透復(fù)合膜抗污染方面，常用的物理化學(xué)方法包括膜表面涂覆、化學(xué)改性、表面接枝等方法，用于提高膜表面親水性，改變膜表面粗糙度以及膜表面電荷，從而提高復(fù)合膜的抗污染性能。最早報導(dǎo)的是將親水性的聚乙烯醇涂覆在聚酰胺分離層上，目的在于增加膜表面親水性，降低膜表面電荷從而提高抗污染能力。但是由于聚酰胺和聚乙烯醇分子鏈以物理吸附作用結(jié)合，在長期運(yùn)行過程中，聚乙烯醇容易脫落而使反滲透膜失去抗污染性能。

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明人經(jīng)過多次試驗，研制出一種抗污染復(fù)合反滲透膜的制備方法，該方法既能提高膜表面的親水性，同時又能對污染物在膜表面的吸附沉積起到一定阻礙作用，從而提高反滲透膜的抗污染性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[要解決的技術(shù)問題]

本發(fā)明目的在于提供一種抗污染復(fù)合反滲透膜。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種抗污染復(fù)合反滲透膜的制備方法。

本發(fā)明的另一個目的在于提供所述抗污染復(fù)合反滲透膜在污水深度處理、中水回收和優(yōu)質(zhì)飲用水制備的用途。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種抗污染復(fù)合反滲透膜，該膜由聚砜支撐層、聚酰胺復(fù)合層以及PEG環(huán)氧基團(tuán)衍生物接枝層組成，所述膜在25℃225psi下，pH在7.5～8的2000ppm?NaCl水溶液的條件下，測試通量為30～35L/m².h，脫鹽率為98％～99％。污染后清洗通量恢復(fù)率達(dá)90％以上。

這里，應(yīng)該指出水通量、脫鹽率、通量恢復(fù)率是實施本發(fā)明所必需的。如果水通量太低，復(fù)合膜就沒有實用價值。如果脫鹽率太低，復(fù)合膜脫鹽層可能破損；如果通量恢復(fù)率太低，就達(dá)不到預(yù)期的抗污染要求。

本發(fā)明還涉及一種抗污染復(fù)合反滲透膜的制備方法，該方法的步驟如下：

(1)制備水相溶液

將間苯二胺溶解于水中，攪拌至其完全溶解，得到間苯二胺的水溶液，即為水相溶液。

其中，以水相溶液的總質(zhì)量計，間苯二胺的質(zhì)量濃度為1-4％。所述水相溶液中還可選地含有質(zhì)量濃度為0.1％～0.5％的三乙胺。

(2)制備油相溶液

將多元酰氯緩慢加入到有機(jī)溶劑中，攪拌至其溶解均勻，得到所述油相溶液。

其中，以油相溶液的總質(zhì)量計，多元酰氯的質(zhì)量濃度為0.02-0.2％。

所述的多元酰氯是一種或多種選自均苯三甲酰氯或間苯二甲酰氯的化合物。

所述的有機(jī)溶劑是一種或多種選自正己烷、環(huán)己烷、庚烷、環(huán)己烷、異構(gòu)烷烴Isopar?E或異構(gòu)烷烴Isopar?G的溶劑。溶劑Isopar?E和Isopar?G是埃克森美孚公司銷售的商品。

(3)制備PEG衍生物溶液

將PEG衍生物溶解于水中，攪拌均勻至其完全溶解，得到所述PEG衍生物溶液。

其中，以PEG衍生物溶液的總質(zhì)量計，PEG衍生物的質(zhì)量濃度為0.2-1.2％，PEG衍生物是一種或多種選自聚乙二醇單縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇異氰酸酯、疊氮基聚乙二醇單甲醚或聚乙二醇二丙烯酸酯的化合物，其分子量為200-5000道爾頓。

在本發(fā)明中，PEG衍生物都是市場上能夠購買獲得的產(chǎn)品。例如聚乙二醇異氰酸酯是廈門賽諾邦格生物科技有限公司生產(chǎn)銷售的聚乙二醇異氰酸酯產(chǎn)品。疊氮基聚乙二醇單甲醚是廈門賽諾邦格生物科技有限公司生產(chǎn)銷售的疊氮基聚乙二醇單甲醚。

(4)制備聚酰胺反滲透膜

將聚砜支撐層與步驟(1)得到的水相溶液接觸5-25s，用風(fēng)刀吹掃膜表面以去除多余水分，之后將膜片與步驟(2)得到的油相溶液接觸5-25s，從而在聚砜支撐層上形成聚酰胺復(fù)合層，由此得到聚酰胺反滲透膜；

(5)制備抗污染反滲透復(fù)合膜