[發(fā)明專利]一種溶劑淋洗制備大通量復合正滲透薄膜的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811525652.1
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111318167A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 薛立新;湯依蓮;高從堦
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D67/00;B01D69/12;B01D71/26;B01D71/48;B01D71/56;B01D71/68
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

本發(fā)明公開了一種溶劑淋洗制備復合正滲透薄膜的方法，所述方法包括以下步驟：(i)分別制備胺水相溶液和芳香酰氯油相溶液；(ii)將所述胺水相溶液均勻分散在無紡布支撐層上獲得胺溶液層，將所述芳香酰氯油相溶液分散在胺溶液層上進行界面聚合；(iii)界面聚合反應后，用能溶解芳香酰氯的溶劑淋洗脫除未反應的芳香酰氯，再干燥去除溶劑獲得聚芳香酰胺分離層，從而得到復合正滲透薄膜。本發(fā)明所制備的復合正滲透薄膜可以在保持截留率的情況下，顯著提高膜的水通量。

(一)技術領域

本發(fā)明涉及一種大通量復合正滲透膜的制備方法。

(二)背景技術

正滲透(Forward Osmosis，F(xiàn)O)技術是一種化學位差或者滲透壓引導的滲透驅動膜過程，具有低能耗、低污染、高回收等特點，在海水淡化、食品濃縮、廢水處理、能源發(fā)電、應急水袋、滲透泵等領域具有廣泛的發(fā)展前景。然而，目前關于正滲透膜的研究主要阻礙之一為濃差極化帶來的水通量遠遠小于理想值。其中，支撐結構和性能的改變被認為是改善正滲透膜性能的途徑之一，包括減小厚度、調(diào)整多孔結構和調(diào)整親水性。其二，目前廣泛應用界面聚合的方法制備復合正滲透薄膜，即利用兩種互不相溶的單體在基膜表面縮聚形成一層聚芳香酰胺層，然后干燥去除多余的溶劑得到穩(wěn)定的聚酰胺薄膜分離層。這種制備方法多余的反應物在干燥過程中容易生成反應副產(chǎn)物，影響分離層結構；所形成聚酰胺膜分離層較厚，通量比較低，而且膜性能不穩(wěn)定，離實際應用還較遠。因此，急需對該方法進行改進，得到一種高效高性能的超薄復合正滲透膜及其制備方法來滿足實際應用上的需求。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種大通量超薄復合正滲透膜的制備方法，以在保持截留率的情況下，顯著提高膜的水通量。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種溶劑淋洗制備復合正滲透薄膜的方法，包括以下步驟：

(i)分別制備胺水相溶液和芳香酰氯油相溶液；

(ii)將所述胺水相溶液均勻分散在無紡布支撐層上獲得胺溶液層，將所述芳香酰氯油相溶液分散在胺溶液層上進行界面聚合；

(iii)界面聚合反應后，用能溶解芳香酰氯的溶劑淋洗脫除未反應的芳香酰氯，再干燥去除溶劑獲得聚芳香酰胺分離層，從而得到復合正滲透薄膜。

本發(fā)明中，所述無紡布支撐層可根據(jù)實際需要進行常規(guī)選擇，具體而言，所述的無紡布支撐層可由聚酯、聚酰胺、聚烯烴或聚醚砜制備而成。

本發(fā)明中，所述的胺只要是含有胺基的化合物即可，優(yōu)選多元胺，具體而言，所述的胺可選自下列之一或者兩種以上任意比例的組合：間苯二胺、鄰苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、哌嗪。作為優(yōu)選，所述胺水相溶液的質量百分比濃度為0.1％～5％。

本發(fā)明中，所述芳香酰氯可根據(jù)實際需要進行常規(guī)選擇，優(yōu)選多元芳香酰氯，具體而言，所述的芳香酰氯可選自下列之一或兩種以上任意比例的組合：均苯三甲酰氯、間苯二甲酰氯、對苯二甲酰氯、多元芳香磺酰氯。

本發(fā)明中，用以制備芳香酰氯油相溶液的溶劑的選擇，只要能夠溶解芳香酰氯即可。具體而言，用以制備芳香酰氯油相溶液的溶劑可選自下列之一或兩種以上任意比例的組合：正己烷、異十二烷、癸烷、Isopar G。作為優(yōu)選，所述芳香酰氯油相溶液的質量百分比濃度為0.01％～2％。

作為優(yōu)選，所述的步驟(ii)按照如下實施：將胺水相溶液均勻涂覆在無紡布上，接觸1-5分鐘，除去多余的胺水相溶液；再將芳香酰氯油相溶液涂覆在胺水相溶液層上，接觸0.1～5分鐘(更優(yōu)選2-5分鐘，更進一步優(yōu)選2-3分鐘)，得到聚芳香酰胺層。

本發(fā)明中，步驟(iii)中，淋洗用的溶劑需要滿足能溶解芳香酰氯但不會破壞聚合物的條件。作為優(yōu)選，淋洗用的溶劑選自下列之一或兩種以上任意比例：正己烷、異十二烷、癸烷、Isopar G。