[發明專利]一種廢水脫鹽用聚酰胺復合正滲透膜

有效

• 申請號: 201810337743.6
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108392991B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 延懷軍;彭玉忠
• 申請（專利權）人: 海南一然環保科技有限公司
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44
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本發明提供了一種高通量廢水脫鹽用聚酰胺正滲透膜，通過設計了具有非對稱結構的三明治結構的復合聚酰胺正滲透膜，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，并繼而在界面聚合高選擇性聚酰胺膜的聚砜面上進行聚多巴胺改性，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，具體涉及一種廢水脫鹽用的正滲透膜。

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，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。

本發明提供了一種高通量廢水脫鹽用聚酰胺正滲透膜，其特征在于：所述的正滲透膜包括聚砜支承層和位于聚砜支承層兩側的聚酰胺分離層，所述的聚酰胺分離層包括在應用過程中面向原料側的高通量聚酰胺分離層和面向滲透側的高選擇性聚酰胺分離層。其中，高通量聚酰胺分離層比高選擇性聚酰胺分離層具有更高的水通量，而高選擇性聚酰胺分離層比高通量聚酰胺分離層具有更高的選擇性。優選的，與高選擇性聚酰胺分離層貼合的聚砜支承層一側進行聚多巴胺改性后再界面聚合成高選擇性聚酰胺分離層。

優選的，所述的高通量聚酰胺分離層和高選擇性聚酰胺分離層時通過界面聚合方法制備。

優選的，所述的高通量聚酰胺膜是通過均苯四甲酰氯和哌嗪界面聚合而成。

優選的，所述的高選擇性聚酰胺分離層是通過均苯三甲氯和間苯二胺界面聚合而成。

本發明還提供了一種合成上述廢水脫鹽用聚酰胺復合正滲透膜的方法，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）將聚多巴胺（0.01-0.05wt%）溶解在tris-HCl溶液中形成聚多巴胺改性液，聚砜支承層的B側浸漬在聚多巴胺改性液3-6h以對聚砜支承層B側進行改性；