[發明專利]一種結構優化的抗污染聚酰胺復合膜

在審

• 申請號: 201911178015.6
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111282439A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 徐小燕
• 申請（專利權）人: 徐小燕
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D67/00;B01D69/12;B01D71/02;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/56;B01D71/68
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本發明提供了一種結構優化的抗污染聚酰胺復合膜，所述聚酰胺復合膜按順序依次包括多孔支撐層、聚酰胺分離層和聚酰胺功能層，所述聚酰胺功能層包含二氧化鈦顆粒且具有比聚酰胺分離層更疏松的孔結構；所述的聚酰胺功能層是通過水相單體Ⅱ和包含鈦酸四丁酯的有機相單體Ⅱ接觸以同時發生界面聚合過程和鈦酸四丁酯水解過程而獲得，所述接觸過程是在40～60℃恒溫溫度下靜置10～20s完成。相對于現有技術，本發明提供了一種新式的聚酰胺復合膜，其利用疏松的聚酰胺功能層將二氧化鈦固定在聚酰胺分離層表面，在提高膜通量的同時保證了二氧化鈦的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種膜，具體涉及一種具有抗污染能力的聚酰胺復合膜。

背景技術

膜分離技術被譽為21世紀在過程工業中具有戰略地位的新技術，已廣泛應用于水資源、能源、生態環境、傳統產業改造等領域中，在節能降耗、清潔生產和循環經濟等方法發揮著重要作用。在膜分離技術中，膜材料則是膜分離技術的關鍵因素。

聚酰胺復合膜是本領域常見的海水淡化和水處理用的復合膜材料，相對于其他膜材料，聚酰胺復合膜具有較高的脫鹽率和水通量，但是聚酰胺膜材料的抗污染能力較差限定了其應用范圍。為改善其抗污染能力，研究者常在膜表面或膜內部雜化具有抗菌功能的無機顆粒，諸如二氧化鈦、銀等。其中二氧化鈦因其成本低、易獲取稱為最常用的摻雜顆粒，CN102886207A專利文獻中公開了將二氧化鈦摻雜在有機相中界面成聚酰胺膜，但是二氧化鈦容易團聚，且二氧化鈦的加入破壞了聚酰胺分離層的完整與均一性，使得脫鹽率不高；CN1401417 A專利文獻中公開了制備好的聚酰胺膜浸漬于二氧化鈦分散液中從而使二氧化鈦摻雜于膜表面，但是二氧化鈦顆粒與膜層結合力不夠，容易在應用過程中脫落從而使得膜穩定性較差。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種具有優化結構的聚酰胺復合膜，其利用疏松的聚酰胺功能層將二氧化鈦固定在聚酰胺分離層表面，在提高膜通量的同時保證了二氧化鈦的穩定性。

具體的，本發明提供了一種結構優化的抗污染聚酰胺復合膜，其特征在于所述聚酰胺復合膜按順序依次包括多孔支撐層、聚酰胺分離層和聚酰胺功能層，所述聚酰胺功能層包含二氧化鈦顆粒且具有比聚酰胺分離層更疏松的孔結構，所述的聚酰胺功能層是通過水相單體Ⅱ和包含鈦酸四丁酯的有機相單體Ⅱ接觸以同時發生界面聚合過程和鈦酸四丁酯水解過程而獲得，所述接觸過程是在40～60℃恒溫溫度下靜置10～20s完成。

具體的，所述的聚酰胺分離層是水相單體Ⅰ和有機相單體Ⅰ界面聚合而成，且水相單體Ⅰ和有機相單體Ⅰ界面聚合是在常溫下進行的。

具體的，復合膜在經過兩次聚合后在5～10℃下進行低溫真空干燥處理。

具體的，所述的水相單體Ⅰ為間苯二胺，有機相單體Ⅰ為均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯中的一種或多種。

具體的，所述的水相單體Ⅱ為哌嗪或乙二胺中一種或多種，有機相單體Ⅱ為間苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯的混合液。

具體的，所述的多孔支撐層為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯和聚丙烯腈中一種。

本發明還提供了制備上述結構優化的抗污染聚酰胺復合膜的方法，其特征在于包括以下步驟:

(1)將1～5wt％的水相單體Ⅰ與水混合并攪拌均勻獲得水相單體Ⅰ溶液，并利用氫氧化鈉調節pH為8～10；將1～3wt％的有機相單體Ⅰ與有機溶劑混合并攪拌均勻獲得有機相單體Ⅰ溶液；

(2)將備用的多孔支撐膜放入水相單體Ⅰ溶液中浸泡30～120秒，取出后用橡膠輥滾壓，去除多余的溶液；待溶液干后，與有機相單體Ⅰ溶液接觸30～120秒形成聚酰胺分離層，并置于烘箱中40～60℃下干燥；