[發(fā)明專利]一種表面改性制備耐氯抗菌芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710722371.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN107486044A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志;王耀;王紀(jì)孝;王世昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/82
• 分類號(hào): B01D71/82;B01D71/56;B01D69/12;B01D69/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表面改性制備耐氯抗菌芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜及制備方法，屬于復(fù)合反滲透膜制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚酰胺復(fù)合反滲透膜已成為商品反滲透膜的主流，但該反滲透膜在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然面臨著膜生物污染和膜氯化的問(wèn)題，使得反滲透工程運(yùn)行成本較高，嚴(yán)重制約著反滲透膜技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。因此，在不犧牲聚酰胺復(fù)合反滲透膜滲透選擇性能的基礎(chǔ)上提高膜的抗菌耐氯功能成為制備高性能反滲透膜的重要方向。

目前，研究者們的工作主要集中在耐氯反滲透膜和抗菌反滲透膜的開發(fā)上，兼具耐氯和抗菌性能的反滲透膜也有報(bào)道。Ni等通過(guò)合成含有季銨鹽基團(tuán)以及親水性基團(tuán)的三元共聚物，采用涂覆工藝制備耐氯抗菌膜，但改性后膜通量下降40％(Ni L,Meng J,Li X,et al.Surface coating on the polyamide TFC RO membrane for chlorine resistance and antifouling performance improvement[J].Journal of Membrane Science,2014,451:205-215.)。顯然，尋得簡(jiǎn)單有效又能夠同時(shí)提高膜的耐氯和抗菌性能的改性工藝及改性材料是推動(dòng)反滲透膜技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的重要途徑。

Wei等報(bào)道了將海因衍生物3-羥甲基-5,5-二甲基海因(MDMH)通過(guò)表面接枝改性的方式引入到初生反滲透膜，并定義未經(jīng)熱處理工藝的膜為初生反滲透膜，示意圖如圖1所示，得到了耐氯抗菌反滲透膜(接枝改性的芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜及制備方法，專利申請(qǐng)?zhí)枺篫L200910071127.1；X.Wei,Z.Wang,J.Chen,J.Wang,S.Wang,A novel method of surface modification on thin-film-composite reverse osmosis membrane by grafting hydantoin derivative,J.Membr.Sci.,2010:346,152-162.)。然而，由于所開發(fā)的海因類衍生物MDMH不具備活潑基團(tuán)，上述改性工藝對(duì)膜滲透選擇性能造成了很大程度的破壞；此外，小分子的MDMH不能起到物理阻隔作用，改性膜耐氯抗菌性能有待進(jìn)一步提高。在前期工作的基礎(chǔ)上，我們開發(fā)了一種新型的含活潑氨基海因衍生物共聚材料：乙烯基胺-共聚-3-烯丙基-5,5-二甲基海因(p(ADMH-co-VAm))(含活潑氨基海因衍生物共聚材料及其制備方法，專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201710088667.5)。該共聚材料為水溶性材料，其水溶液pH為4.8±0.5。由以上分析可知：利用含有活潑基團(tuán)的高分子海因衍生物改性反滲透膜有望在不犧牲膜滲透選擇性能的基礎(chǔ)上，顯著提高膜的耐氯和抗菌性能。目前，尚未有利用含有活潑氨基的海因衍生物高分子材料改性反滲透膜的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種表面改性制備耐氯抗菌芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜及制備方法。該復(fù)合反滲透膜具有良好的滲透選擇性能、耐氯和殺菌性能。其制備方法簡(jiǎn)單，易于操作。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)：

一種表面改性制備耐氯抗菌芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜；是由芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜表面剩余的酰氯、羧酸基團(tuán)與乙烯基胺-共聚-3-烯丙基-5,5-二甲基海因p(ADMH-co-VAm)連接構(gòu)成；結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

本發(fā)明的表面改性制備耐氯抗菌芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜的制備方法，配置含有乙烯基胺-共聚-3-烯丙基-5,5-二甲基海因材料水溶液；利用氫氧化溶液調(diào)節(jié)溶液的pH5.5-10.5；將初生反滲透膜表面浸沒在溶液中反應(yīng)；然后將膜烘干，制得耐氯抗菌芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜。

優(yōu)選乙烯基胺-共聚-3-烯丙基-5,5-二甲基海因材料水溶液的濃度為10mg/L－1000mg/L。

優(yōu)選乙烯基胺-共聚-3-烯丙基-5,5-二甲基海因材料水溶液的溫度為15-60℃。

優(yōu)選初生反滲透膜表面浸沒在溶液中反應(yīng)20s-5min。

優(yōu)選氫氧化溶液濃度為0.1M。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：制備過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低，提高了未改性芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜的滲透選擇性能。氯化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改性膜具有良好的耐氯性能，氯化后的膜具有優(yōu)異的抗菌性能。本發(fā)明不僅限于對(duì)芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜的接枝改性，而且對(duì)其它表面含有酰氯、羧酸基團(tuán)的聚合物膜也可通過(guò)膜表面改性，得到耐氯抗菌性能的表面改性聚合物膜。

附圖說(shuō)明