[發明專利]反滲透膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710982335.1
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN109692582B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張楊;徐健;劉軼群;潘國元;嚴昊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D61/02;B01D67/00;B01D71/68;B01D69/10;C02F1/44
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及分離膜領域，具體涉及一種反滲透膜及其制備方法和該反滲透膜在水處理過程中的應用。該反滲透膜包括相互貼合的支撐層和分離層，所述分離層為具有式(I)所示結構和式(II)所示結構的磺化聚醚砜交聯得到的交聯層；其中，R₁?R₄各自獨立地為H或C1?C4的烷基，并且R₁?R₄不同時為H；R₅?R₈各自獨立地為H或?SO₃M，且R₅?R₈不同時為H，M為堿金屬。本發明通過使聚酰胺反滲透膜的分離層中的磺化聚醚砜交聯后，得到的反滲透膜分離層的分子結構變得更加致密，因此反滲透膜的截鹽率以及耐氯性都取得了顯著提高。此外，本發明制備反滲透膜的方法簡單，容易實現大規模生產。。

技術領域

本發明涉及分離膜領域，具體涉及一種反滲透膜及其制備方法和該反滲透膜在水處理過程中的應用。

背景技術

反滲透膜因具有對有機小分子和無機鹽離子的良好分離性能、安全、環保、易操作等優點而成為水處理的關鍵技術之一。迄今為止，反滲透膜的主要應用在于海水及苦咸水淡化、硬水軟化、中水回收、工業廢水處理以及超純水制備等領域。目前，市場上90％的反滲透膜是復合膜，即，由分離層和支撐層構成。其中，復合膜的制備方法主要有：稀溶液涂覆法、界面聚合法以及等離子體聚合法等。當前廣泛用于水處理行業中的復合膜主要采取界面聚合的方式，例如，可以將聚酰胺薄膜復合到微孔支撐底膜表面。然而，聚酰胺的化學結構使該類復合膜的耐氯性能很弱，所有商用聚酰胺復合膜對游離氯的容許度幾乎為零，從而增加了膜預處理成本及降低了其使用壽命。因此，提高膜的耐氯性能是當前反滲透膜研究的重要任務之一。

聚醚砜具有較好的耐酸、耐堿及耐氯性，在膜領域具有較好的應用前景。但是，由于其透水性較差，很難應用于納濾及反滲透領域。將親水基團，例如磺酸基，季胺基引入到聚醚砜分子結構中可以提高其親水性，從而使親水改性后的聚醚砜應用于納濾及反滲透領域成為了可能。US4818387公開了一種磺化聚醚砜復合膜及其制備方法。測試結果表明，采用浸涂法制備的磺化聚醚砜復合膜具有非常好的耐氯、耐氧化性能。CN101721926A公開了一種磺化含二氮雜萘酮結構共聚芳醚砜復合膜及其制備方法，該類復合膜具有良好的分離性、透水性以及耐氯性。雖然磺化聚醚砜具有很好的耐氯性，但是其較低的截鹽率阻止了其在反滲透領域的應用。因此，開發出一種既具有較高截鹽率，又具有優異耐氯性的反滲透膜具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的聚酰胺反滲透膜的耐氯性較差的缺陷，而提供一種兼具優異的脫鹽率、透水性和耐氯性能的反滲透膜及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明的發明人經過深入研究后意外地發現，經紫外光輻照交聯后，分離層的分子結構變得更加致密，從而顯著提高了反滲透膜的截鹽率，而且耐氯性也得到了大幅度改善。

本發明一方面提供一種反滲透膜，其中，所述反滲透膜包括相互貼合的支撐層和分離層，所述分離層為具有式(I)所示結構和式(II)所示結構的磺化聚醚砜交聯得到的交聯層；

其中，R₁-R₄各自獨立地為H或C1-C4的烷基，且R₁-R₄不同時為H；R₅-R₈各自獨立地為H或-SO₃M，且R₅-R₈不同時為H，M為堿金屬。

本發明第二方面提供一種反滲透膜的制備方法，其中，該方法包括：在光引發劑的存在下，使具有式(I)所示結構和式(II)所示結構的磺化聚醚砜交聯形成分離層；