[發明專利]一種耐氧化聚酰胺反滲透膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711355303.5
• 申請日: 2017-12-16
• 公開（公告）號: CN108043233B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 鄔軍輝;潘波;趙錚;孫家寬;華衛琦
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/10;B01D71/56;C02F1/44
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明提供一種耐氧化聚酰胺反滲透膜及其制備方法和應用。本發明提供的耐氧化聚酰胺反滲透膜，包括多孔支撐層和形成于多孔支撐層上的聚酰胺脫鹽層，所述聚酰胺脫鹽層中的懸掛羧酸官能團被羧酸交聯劑所交聯。本發明提供的耐氧化聚酰胺反滲透膜具有良好的耐氧化性。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別涉及一種耐氧化聚酰胺反滲透膜及其制備方法和應用。

背景技術

反滲透膜技術作為一種精密的分離技術，具有分離效率高、成本低和環境友好等特點，已廣泛應用于海水和苦咸水淡化、超純水制備、廢水回用和物質分離濃縮等水處理領域。

目前市場上主流的反滲透膜商品是Dow Filmtec公司于1981年所發明的交聯芳香族聚酰胺復合反滲透膜。經過多年的技術改進，交聯芳香族聚酰胺復合反滲透膜的滲透通量和脫鹽率得到了大幅度提高，這也有效降低了反滲透工程中的膜投資成本。但是，芳香族聚酰胺反滲透膜對氧化性物質(如活性氯)非常敏感。一方面，當預處理過程中為了殺菌而添加的活性氯未100％去除時，進入反滲透膜元件內的少量活性氯，也會破壞膜中的脫鹽層結構(聚酰胺脫鹽層)，使其脫鹽率快速下降。聚酰胺脫鹽層一種常見的制備方法是通過將含間苯二胺的水相和含均苯三甲酰氯的有機相溶液進行界面縮聚而形成。另一方面，對于反滲透工程，一些要處理的水源是受過污染的，還有些是經過前期處理的廢水，這些水源中有時會含有大量氧化性殺菌劑。這些殺菌劑在鐵離子等催化下也會對反滲透膜造成不可逆的破壞，導致普通反滲透膜運行壽命縮短，需要經常更換。因此，如何提高復合反滲透膜的耐氧化性能，是提高反滲透膜使用壽命的關鍵。

目前已發表的文獻主要是通過改進界面縮聚成膜配方或者對形成的聚酰胺脫鹽層進行后處理兩種方法提高反滲透膜的耐氧化性能。在改進界面縮聚成膜配方方面，中國專利申請CN101130155A公開了一種通過在有機相溶液中改性多元酰氯，得到耐氧化性提高的改性芳香聚酰胺脫鹽層的方法。此外，S.Konagaya等人報導了在水相溶液單體芳香環上氨基的鄰位引入-CH₃來提高聚酰胺反滲透膜的耐氯性的方法(J.Appl.Polym.Sci.2000,75:1357-1364)。在對聚酰胺脫鹽層層進行后處理方面，中國專利申請CN101147846A公開了通過用過硫酸鹽溶液對聚酰胺復合反滲透膜的聚酰胺層進行浸泡處理，來提高復合反滲透膜的耐氯性能和抗污染性能的方法。另外，中國專利申請CN101816900A、CN101695636A和CN103272498A則公開了一系列通過在聚酰胺反滲透膜表面接枝含有海因環的3-羥甲基-5,5-二甲基海因、聚烯丙基-5,5-二甲基海因和咪唑烷基脲來提高反滲透膜的耐氧化和抗生物污染性能的方法。此外，中國專利申請CN102512982B公開的方法中，通過采用甲醛溶液、羥甲基乙內酰脲溶液、羥甲基亞乙基脲溶液、羥甲基惡唑烷酮溶液，以及活性氯溶液依次對現有復合反滲透膜的聚酰胺高分子脫鹽層進行處理，進而提高反滲透膜抗菌性能和耐氧化性能的方法。

雖然現有技術中已形成一些關于提高聚酰胺反滲透膜的耐氧化性能的技術方案，但是技術方案還存在不夠成熟或仍有待進一步改善的空間。

發明內容

本發明為彌補現有聚酰胺反滲透膜在耐氧化性能方面存在的不足，提供一種具有良好耐氧化性的聚酰胺反滲透膜及其制備方法和應用。

本發明為達到其目的，采用的技術方案如下：

本發明第一方面提供一種耐氧化聚酰胺反滲透膜，包括多孔支撐層和形成于多孔支撐層上的聚酰胺脫鹽層，所述聚酰胺脫鹽層中的懸掛羧酸官能團被羧酸交聯劑所交聯。

本申請發明人意外的發現通過將聚酰胺脫鹽層中的懸掛羧酸官能團與羧酸交聯劑相交聯，從而避免聚酰胺脫鹽層中大量懸掛羧酸基團的存在，能達到提高聚酰胺脫鹽層的交聯度和強度的目的，進而提高反滲透膜的耐氧化性能。所述“懸掛羧酸官能團”主要是由聚酰胺脫鹽層中所含有的線性聚酰胺的聚合物鏈上存在的未反應酰氯經水解而形成。