[發明專利]一種廢水脫鹽用正滲透膜的制備方法

有效

• 申請號: 201810230229.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108339402B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 韓勰;王瓊;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 深圳市盛源環境科技有限公司
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D67/00;B01D69/10;B01D71/56;B01D69/02;C02F1/44
• 代理公司: 44503 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王利彬

本發明提供了一種廢水脫鹽用正滲透膜的制備方法，通過制備思路的調節設計了具有非對稱結構的三明治結構的正滲透膜，即在聚砜支承層的兩側分別設計了高通量聚酰胺分離層和高選擇性聚酰胺分離層，在保證原料液中溶質不進入支承層的基礎上顯著提升了膜的水通量，并對雙層聚酰胺分離層的水相和油相單體類型進行了選擇以保證膜性能最佳。

技術領域

本申請涉及一種正滲透膜的制備方法，具體涉及一種廢水脫鹽用的正滲透膜的制備方法。

背景技術

2015年8月，世界資源研究所發布了2040年國家水資源壓力排名，預計中國將從中等水資源壓力國家變為極高水資源壓力國家.為應對水資源壓力，世界各國不斷加強水處理領域的研發力度，各種水處理技術被相繼開發，其中再生水回用、海水淡化等技術被廣泛采用.

作為水處理領域的重要支撐技術，微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等膜法水處理技術經過長期的發展已有較多的商業化應用，在水處理領域發揮了舉足輕重的作用.隨著國家經濟轉型戰略的不斷推進，“節能減排”、“零排放”等環保要求不斷提高，能耗更低、水質更優且回收率更高的水回用技術亟需發展.正滲透技術，作為新型“零排放”技術的關鍵技術，因其具有能耗低、膜污染小、水回收率高等優點受到國內外學者的廣泛關注.

正滲透是指水從較低滲透壓一側通過選擇性滲透膜流向較高滲透壓一側的過程。相對于脫鹽常用的納濾、反滲透膜材料而言，正滲透技術能耗低、膜不易污染、易清洗、壽命長，近年來持續受到國內外學者的廣泛關注。理想的正滲透膜應當具有較致密的分離層和輸送的支承層以減少膜內部濃差極化現象。而發生在支承層內部的內濃差極化會降低膜滲透驅動力。針對該問題，目前普遍采用降低膜厚度的方式以期待最大程度降低濃差極化限定，但是支承層厚度的降低會帶來膜強度的降低，分離層厚度的降低會帶來選擇性的降低。也有學者提出了采用雙皮層的對稱三明治結構，該方法可以通過阻擋原料液中溶質進入支撐體內從而減輕了膜內濃差極化程度，但是由于其相對于傳統的正滲透膜多了一層分離層因此通量并不樂觀。

發明內容

針對膜內濃差極化問題，本發明提供了一種正滲透膜的制備方法，以其特殊的膜層設計以降低濃差極化現象，并最大程度保證膜的通量。

本發明還提供了一種廢水脫鹽用正滲透膜的制備方法，其特征在于包含以下步驟：

（1）將15-20wt%的聚砜溶解在N,N-二甲基乙酰胺中，并添加4-12wt%的聚乙二醇-400，加熱攪拌使其完全溶解，室溫下靜置脫泡24h得到鑄膜液，利用刮刀將鑄膜液流延到潔凈玻璃板上，在空氣中靜置12h后快速水平放入凝固浴中凝膠1h后取出獲得聚砜支承層；

（2）將一定量的哌嗪和間苯二胺、氫氧化鈉和十二烷基磺酸鈉溶解在去離子水中，攪拌均勻后形成第一水相單體；將一定量的均苯四甲酰氯、間苯二甲酰氯溶解在烷烴溶劑中，攪拌均勻后形成第一油相單體；將一定量的間苯二胺、氫氧化鈉和十二烷基磺酸鈉溶解在去離子水中，攪拌均勻后形成第二水相單體；將一定量的均苯三甲酰氯溶解在烷烴溶劑中，攪拌均勻后形成第二油相單體；

（3）將聚砜支承層的A側浸入第一水相單體中，2-5s后取出，除去表面多余溶液后繼續將其A側浸入第一油相單體中，2-5s后取出并干燥生成高通量聚酰胺層；

（4）將聚砜支承層的B側浸入第二水相單體中，5-10s后取出，除去表面多余溶液后繼續將其B側浸入第二油相單體中，5-10s后取出并干燥生成高選擇性聚酰胺層。

優選的，在步驟（1）、（2）之間還具有步驟（1-1）將聚砜支承層的B側在含有硫酸銅的丙烯酸溶液中浸泡6-12h，通氮氣除去氧氣，在室溫下用鈷源輻射至吸收劑量為25kGy,取出后在索氏提取器中提取6-24h，除去聚砜層表面的均聚物獲得表面親水改性的聚砜支承層。