[發(fā)明專利]一種高性能海水淡化膜的制備方法及制得的海水淡化膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010106041.4
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111282453B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李莉;鄭周華;施東山;林杰生;謝建新
• 申請（專利權(quán)）人: 汕頭市奧斯博環(huán)保材料制造有限公司
• 主分類號: B01D71/64
• 分類號: B01D71/64;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 廣州正明知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44572
• 代理人: 成姍

本發(fā)明公開了一種高性能海水淡化膜的制備方法及制得的海水淡化膜，所述高性能海水淡化膜的制備方法是采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，僅是在制備聚酰胺功能層時(shí)將一些精心篩選出來的添加劑分別添加入水相和油相中，并控制其添加量即可制備出高通量、高脫鹽率的高性能海水淡化膜，所述制備方法簡單、成本低廉，工藝成熟穩(wěn)定，可控性好，所制備出的高性能海水淡化膜通量在62L/(m²﹒h)及以上，且同時(shí)脫鹽率高達(dá)99.83％及以上，可以同時(shí)滿足高通量和高脫鹽率，且表面粗糙度低，抗污染性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高性能海水淡化膜的制備方法及制得的海水淡化膜。

背景技術(shù)

海水淡化即利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水，是實(shí)現(xiàn)水資源利用的開源增量技術(shù)。現(xiàn)在所用的海水淡化方法有海水凍結(jié)法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法、以及碳酸銨離子交換法，目前應(yīng)用反滲透膜法及蒸餾法是市場中的主流。蒸餾法能耗較高，也在逐漸喪失經(jīng)濟(jì)效益。反滲透法通常又稱為超過濾法，該方法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴(kuò)散到海水一側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個(gè)過程為滲透。反滲透法具有能耗低、出水質(zhì)量高、設(shè)備投資少，建設(shè)周期短，占地面積小，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，且隨著反滲透膜技術(shù)的不斷進(jìn)步，其越來越受到人們的重視，市場占有率在迅猛提高。海水淡化膜(反滲透膜)是決定海水淡化效果的關(guān)鍵因素。

現(xiàn)有的海水淡化膜基本是以聚酰胺結(jié)構(gòu)為主，首先在無紡布基材上制備多孔聚砜支撐層，之后在其上由間苯二胺與均苯三甲酰氯進(jìn)行界面聚合反應(yīng)得到交聯(lián)芳香聚酰胺功能層。聚酰胺功能層的性能對海水淡化膜的性能有著至關(guān)重要的影響。在使用過程中海水淡化膜的脫鹽能力和通量逐漸降低，導(dǎo)致產(chǎn)水質(zhì)量得不到保證，能耗增加。因此，提升海水淡化膜的通量與脫鹽率是海水淡化膜得以推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。目前對于聚酰胺的生成反應(yīng)方面的研究，多是針對反應(yīng)單體，如專利CN 104474928公開了一種聚酰胺海水淡化復(fù)合膜及其制備方法，其聚酰胺功能層由間苯二胺、多元胺化合物與多元酰氯化合物反應(yīng)制得，多元胺化合物選自氮雜芳香環(huán)多元胺化合物和脂肪族多元胺化合物，該技術(shù)方案通過在水相中添加多元胺化合物聚合單體，使得聚酰胺功能層的交聯(lián)程度得到提高。但這種方式添加的多元胺化合物是一些特殊性單體，單體的合成復(fù)雜，造成生產(chǎn)成本增加。也有專利公開過在水相和油相中添加助劑以提高海水淡化膜的通量和脫鹽率。但目前的海水淡化膜不能同時(shí)滿足高脫鹽率和高通量，尤其當(dāng)脫鹽率高達(dá)99.8％以上時(shí)，通量無法達(dá)到60L/(m²﹒h)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種高性能海水淡化膜的制備方法，所述高性能海水淡化膜的制備方法無需改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)線，仍然可以采用現(xiàn)有的已經(jīng)非常成熟的生產(chǎn)線，只需在水相、油相中添加一些低成本的添加劑即可制備得到同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高通量、高脫鹽率的海水淡化膜。

本發(fā)明的另一目的在于提供利用所述方法制備得到的高性能海水淡化膜，所述高性能海水淡化膜通量在62L/(m²﹒h)以上，同時(shí)脫鹽率高達(dá)99.83％及以上，可以同時(shí)滿足高通量和高脫鹽率。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種高性能海水淡化膜的制備方法，包括如下步驟：

S1、將15～17％聚砜與83～85％N,N-二甲基甲酰胺混合，攪拌溶解成均一鑄膜液，粘度范圍在400～470mPa.s，靜置脫泡20～30h，將鑄膜液用刮刀直接刮在無紡布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜層，洗去溶劑得到支撐層膜片；

S2、將步驟S1中支撐層膜片浸入水相溶液中15～25s，取出瀝干表面殘留溶液，再將整個(gè)膜片浸入油相溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)50～70s，形成聚酰胺層，瀝干表面殘留溶液，然后經(jīng)過去離子水漂洗，過5％～7％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaHSO₃溶液處理，再浸入3％～5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))甘油溶液保護(hù)；