[發(fā)明專利]一種超低壓復(fù)合反滲透膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107486041B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚柯如
• 申請（專利權(quán)）人: 常州市美纖膜技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發(fā)明屬于水處理膜分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超低壓復(fù)合反滲透膜及其制備方法，首先將聚砜鑄膜液涂覆于無紡布表面后，立即通過蒸汽發(fā)生器向涂覆有聚砜鑄膜液的無紡布表面噴涂水霧，同時將聚醚砜鑄膜液涂覆于經(jīng)涂覆聚砜鑄膜液的無紡布上，經(jīng)冷凝制得超低壓復(fù)合反滲透基膜，然后在制得的復(fù)合反滲透基膜的表面上發(fā)生界面聚合化學(xué)反應(yīng)，生成聚酰胺脫鹽功能層，烘干后制得透水量和脫鹽率均較高的超低壓復(fù)合反滲透膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理膜分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超低壓復(fù)合反滲透膜及其制備方法。

背景技術(shù)

膜分離是在20世紀初出現(xiàn)，并在20世紀60年代后迅速崛起的一種分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)的核心就是分離膜。對于多孔膜來說，根據(jù)膜孔徑的大小可以分為微濾膜、超濾膜、納濾膜以及反滲透膜。

其中，反滲透膜因具有對有機小分子和無機鹽離子的良好分離能力、安全、環(huán)保、易操作等優(yōu)點而成為水處理的關(guān)鍵技術(shù)之一。反滲透膜主要應(yīng)用于海水及苦咸水淡化、硬水軟化、中水回收、工業(yè)廢水處理以及超純水制備等領(lǐng)域，能夠解決水資源再利用的問題。但是由于現(xiàn)有反滲透膜孔徑很小膜分離層致密，透水量很小，需要在高壓下才能完成出水，高壓低出水的狀態(tài)制約了反滲透膜在應(yīng)用領(lǐng)域里的局限性。

現(xiàn)有市場上存在的復(fù)合反滲透膜是在現(xiàn)有反滲透膜的技術(shù)上進行了改進制得的，其通常的制備方法是首先在聚酯無紡布上刮涂一層直接混合配料的高分子材料，制膜形成多孔膜作為支撐體，然后再利用界面聚合反應(yīng)形成具有脫鹽功能的聚酰胺表層(如US5160619、US4277344)，該材料因其脫鹽率高、透水能力大而受歡迎。然而現(xiàn)有復(fù)合反滲透膜支撐膜的孔結(jié)構(gòu)對于后續(xù)的界面聚合制備復(fù)合反滲透膜影響很大，若支撐膜孔徑太大，則在此基礎(chǔ)上通過界面聚合難以形成無缺陷的選擇層，脫鹽率會大大降低；若支撐膜孔徑太小，盡管有利于界面聚合層的形成，能夠增大脫鹽率，但是要達到較高的透水量，還是需要在工作壓力較高的條件下才能完成，仍然限制了反滲透膜的應(yīng)用領(lǐng)域。

此外，由于多孔性支撐體的兩面容易被覆，在背面上也容易形成聚酰胺功能層，如果背面被覆有聚酰胺層，這會使反滲透功能混亂，正反兩邊對流，無法完成反滲透的脫鹽功能。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有復(fù)合反滲透膜通常采用聚砜作為多孔支撐體，但由于聚砜與形成聚酰胺的反應(yīng)物的相容性較差，形成功能層的開孔率較低，為了提高透水量需增大支撐膜的孔徑，但同時脫鹽率會大大降低；減小支撐膜孔徑，能夠增大脫鹽率，但是要達到較高的透水量，必須在高壓下進行。為了解決現(xiàn)有聚砜作為支撐體的反滲透膜難以同時保證較高的透水量和較高的脫鹽率，且支撐體容易兩面被覆導(dǎo)致反滲透膜無法完成脫鹽功能的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種能夠在超低壓下既具有較高的透水量，又具有較高脫鹽率的反滲透膜及其制備方法，具有很大的實際應(yīng)用價值。

本發(fā)明制得的復(fù)合反滲透膜包括由聚砜/聚醚砜復(fù)合而成的微小多孔基膜和在微小多孔基膜上形成的聚酰胺功能層，按質(zhì)量百分比其組成為：無紡布：90～95％；聚砜層：2％～5％，聚醚砜層：2～6％，聚酰胺層0.1～0.5％。

其中，所述無紡布的主要成分為：聚對苯二甲酸乙二酯。

本發(fā)明提供的復(fù)合反滲透膜的制備方法，其具體工藝包括以下步驟：

(1)將聚砜溶于有機溶劑并加入制孔劑配制聚砜鑄膜液；

(2)將聚醚砜溶于有機溶劑并加入制孔劑配制聚醚砜鑄膜液；

(3)于鑄膜機中，用刮刀將步驟(1)配制的聚砜鑄膜液涂覆于無紡布上，待涂覆均勻后立即通過蒸汽發(fā)生器的噴口向涂覆了聚砜鑄膜液的無紡布上噴涂水霧，同時，于鑄膜機中，用刮刀將步驟(2)配制的聚醚砜鑄膜液涂覆于經(jīng)涂覆了聚砜鑄膜液的無紡布上，然后凝膠成膜，制成聚砜/聚醚砜復(fù)合反滲透基膜；

(4)通過水槽清洗步驟(3)制得的聚砜/聚醚砜復(fù)合反滲透基膜；