[發(fā)明專利]一種正滲透膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911302528.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111068519B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉長(zhǎng)坤;馬馥清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D61/00
• 分類號(hào): B01D61/00;B01D67/00;B01D69/12;B01D71/48;B01D71/56;C02F1/44
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發(fā)明公開(kāi)了一種正滲透膜及其制備方法。所述正滲透膜包括：層疊設(shè)置的選擇層、支撐層；其中，所述支撐層包括：基膜、負(fù)載于所述基膜上的金屬納米粒子、與所述金屬納米粒子相結(jié)合的兩親性大分子。本發(fā)明所述正滲透膜中所述基膜上固定有由兩親性大分子和金屬納米粒子相結(jié)合的兩親性大分子/金屬納米粒子，其中所述兩親性大分子能夠?yàn)樗高^(guò)提供水通道空間，有效緩解trade?off效應(yīng)，使得所述正滲透膜選擇透過(guò)性能大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種正滲透膜及其制備方法。

背景技術(shù)

在21世紀(jì)，水資源短缺和能源危機(jī)困擾著世界許多不同的國(guó)家和地區(qū)。正滲透(FO)膜技術(shù)由于其相對(duì)較低的結(jié)垢趨勢(shì)和較高的水回收率而在水處理領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。

在FO系統(tǒng)中，F(xiàn)O膜的材料和結(jié)構(gòu)的選擇是FO工藝的核心技術(shù)問(wèn)題。近年來(lái)，薄膜復(fù)合材料(TFC)FO膜因其許多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究，其具有優(yōu)越的透水性，高脫鹽率和易改性的特點(diǎn)。作為典型的FO膜，TFC-FO膜表現(xiàn)為由聚酰胺選擇層(PA層)和多孔支撐層組成的特征性兩層結(jié)構(gòu)。TFC-FO中的選擇層通常是位于TFC-FO膜頂部的PA表層，其非常薄且高度交聯(lián)，這是水滲透壓執(zhí)行的主要場(chǎng)所；TFC-FO中的支撐層的功能通常是為薄PA層提供物理支撐。然而，PA層的高度交聯(lián)結(jié)構(gòu)可能會(huì)阻礙水的滲透，從而導(dǎo)致較低的水通量；支撐層的多孔結(jié)構(gòu)可能在FO過(guò)程中引起濃差極化，特別是內(nèi)部濃差極化(ICP)，這導(dǎo)致實(shí)際分離效率低于理論值。因此，為了提高其在FO工藝中的性能，已對(duì)常規(guī)TFC-FO膜進(jìn)行改性處理是非常有必要的。

一般而言，TFC-FO膜的改性方法主要集中在調(diào)整支撐層和PA層的結(jié)構(gòu)上。其中，優(yōu)化支撐層的性能主要通過(guò)增加支撐層孔隙率，以及通過(guò)涂敷親水性材料增加支撐層親水性從而達(dá)到提高水通量的目的；優(yōu)化選擇層的方法主要有表面接枝以及在參與界面聚合的油相和水相中添加親水性納米粒子等方法。而涂敷親水性材料增加支撐層親水性的同時(shí)造成支撐層孔隙率的降低，效果不夠顯著；接枝法優(yōu)化選擇層的操作步驟復(fù)雜，且引入其他高分子易導(dǎo)致產(chǎn)品性能不夠穩(wěn)定；直接在界面聚合的原材料中加入親水性納米粒子優(yōu)化選擇層則難以避免在該過(guò)程中納米粒子產(chǎn)生的團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致性能不能夠達(dá)到預(yù)期值。而且，傳統(tǒng)正滲透膜技術(shù)難以克服在正滲透過(guò)程中產(chǎn)生的trade-off效應(yīng)，即水通量提升的同時(shí)反向鹽通量也會(huì)隨之升高，從而造成膜的選擇透過(guò)性能不高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種正滲透膜及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有正滲透膜的選擇透過(guò)性能不高的問(wèn)題。

一種正滲透膜，其中，包括：層疊設(shè)置的選擇層、支撐層；

其中，所述支撐層包括：基膜、負(fù)載于所述基膜上的金屬納米粒子、與所述金屬納米粒子相結(jié)合的兩親性大分子。

所述的正滲透膜，其中，所述選擇層包括：聚酰胺膜。

所述的正滲透膜，其中，所述基膜的表面具有雞冠花狀褶皺結(jié)構(gòu)。

所述的正滲透膜，其中，所述基膜為尼龍微濾膜。

所述的正滲透膜，其中，所述金屬納米粒子包括金納米粒子、銀納米粒子中的一種或兩種。

所述的正滲透膜，其中，所述兩親性大分子包括牛血清白蛋白、辛烷基磺酸基殼聚糖中的一種或兩種。

一種如上所述的正滲透膜的制備方法，其中，包括：

提供金屬納米粒子膠體溶液；

將所述金屬納米粒子膠體溶液分別抽濾到基膜兩側(cè)，得到負(fù)載金屬納米粒子的基膜；

將所述負(fù)載金屬納米粒子的基膜浸泡在兩親性大分子溶液中，得到負(fù)載兩親性大分子/金屬納米粒子的基膜；