[發明專利]耐氯聚酰胺復合反滲透膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201811618515.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109647224A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張軒;姚宇健;王連軍;周衛東;周克梅;劉煜
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;南京水務集團有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D69/10;B01D69/02;B01D67/00;B01D71/56;C02F1/44
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種耐氯聚酰胺復合反滲透膜及其制備方法。所述的耐氯聚酰胺復合反滲透膜通過將聚酰胺反滲透膜浸泡在濃度為1wt％～4wt％的活性酰氯反應物溶液中，振蕩反應，進行二次界面聚合，形成完全以羧基封端的聚酰胺分離層結構制成。本發明的耐氯聚酰胺復合反滲透膜克服了傳統商業反滲透膜抗氯性能差的缺點，得到的復合反滲透膜兼具良好的脫鹽率和抗氯性能，在30000ppm·h的氯化條件下，依舊能保持對NaCl有90％以上的截留率，可長時間運行在余氯存在的工況條件，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及分離膜技術領域，涉及一種反滲透膜及其制備方法，具體涉及一種耐氯聚酰胺復合反滲透膜及其制備方法。

背景技術

隨著水資源日益惡化，水資源短缺問題成為已成為全球性問題。反滲透技術作為海水淡化和苦咸水脫鹽的經濟、高效技術之一，具有較好的市場應用前景。反滲透膜材料作為該技術的核心，其長期運行的性能穩定性關系到一套膜法水處理系統的正常運行。

在實際海水淡化工程應用中，海水組成復雜，雖對水體進行超濾等預處理，但海水淡化膜元件依然可能受到存在的懸浮物或難溶鹽、微生物(藻類、霉菌、真菌)等污染。對于前者，通常采用酸堿清洗工藝；對于后者，可預先對進水進行殺菌消毒處理。工程應用中，常用的殺菌劑有過氧化氫、亞硫酸氫鈉和含氯的殺菌劑(如次氯酸鈉)，每種殺菌劑消毒效果不同，其中含氯的殺菌劑殺菌效果較顯著。雖有經過進一步的預處理，但殺菌劑在進水中仍可能有一定的殘留，而目前大部分反滲透膜耐氧化和余氯的能力較差。例如，商業的反滲透膜分離層中的芳環和酰胺氮會迅速被氯攻擊，導致膜性能急劇下降(Desalination,1994,95,325-345)。此外使用甘氨酰甘氨酸來修飾反滲透膜表面，盡管其在一定程度上提升了膜的抗氯性能，但當氯化條件過于苛刻時，膜性能依舊會下降得較為明顯(ACSAppl.Mater.Interfaces,2017,9,10214-10223)。膜材料的氧化將直接導致膜性能衰竭，嚴重影響膜的使用壽命。雖然人們在新型抗氧化膜材料的合成和膜材料的改性方面取得了很好的成績，但較好的工業化產品并不多見，因此開發耐氯反滲透膜具有十分重要的意義。

發明內容

為了克服現有的反滲透膜耐氯性能差的缺陷，本發明提供一種兼具有優異的抗氯性能和脫鹽率的耐氯聚酰胺復合反滲透膜及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

本發明所述的耐氯聚酰胺復合反滲透膜，通過活性酰氯反應物對聚酰胺反滲透膜進行表面封端處理制備而成，所述的活性酰氯反應物為帶有酰氯官能團的芳香族化合物。

本發明所述的聚酰胺反滲透膜為水處理領域中常規使用的聚酰胺反滲透膜，包括支撐層和分離層，所述的支撐層的材質沒有特別地限定，通常可以由聚酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、酚酞型非磺化聚芳醚砜、聚醚砜和聚砜中的至少一種制成；所述的分離層沒有特別地限定，通常由間苯二胺、對苯二胺與均苯三甲酰氯通過界面聚合的方式制得。

本發明所述的支撐層的厚度為常規使用的厚度，具體可以為80～160μm，更優選為95～125μm；

本發明所述的分離層的厚度為常規使用的厚度，具體可以為0.05～0.3μm，更優選為0.07～0.2μm。

本發明所述的聚酰胺反滲透膜通過界面聚合的方式制備，具體為先將支撐層浸泡在水相溶液中，然后再浸泡在有機相溶液中，最后有機溶劑清洗，待溶劑揮發完全后，水洗至無反應殘留物，制得聚酰胺反滲透膜。

本發明所述的表面封端處理為：將聚酰胺反滲透膜浸泡在濃度為1wt％～4wt％的活性酰氯反應物溶液中，振蕩反應，進行二次界面聚合，形成完全以羧基封端的聚酰胺分離層結構。

本發明所述的表面封端劑為帶有酰氯官能團的芳香族化合物，包括但不限于間苯二甲酰氯(IPC)、苯甲酰氯(BC)和均苯三甲酰氯(TMC)中的一種或多種。