[發(fā)明專利]一種改性聚酰胺脫鹽層、反滲透膜及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111715083B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇蕾;孫家寬;趙偉國
• 申請（專利權(quán)）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/02;B01D69/10;B01D67/00;B01D61/02;C02F1/44
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明涉及一種改性聚酰胺脫鹽層、反滲透膜及其制備方法和應用，所述改性聚酰胺脫鹽層的改性物質(zhì)包括單氨基羥基黃酮。本發(fā)明使用單氨基羥基黃酮對聚酰胺脫鹽層進行改性，該物質(zhì)的加入不僅能夠賦予反滲透膜良好的耐氧化性能，同時獲得提高膜通量的效果。在優(yōu)選方案中添加(2?氨基苯甲基)三苯基溴化膦，能夠獲得兼具抗生物污染性、耐氧化性和高通量的反滲透膜，應用于水處理中，可以進一步提高處理效率，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性聚酰胺脫鹽層、反滲透膜及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

反滲透膜因具有分離效率高、能耗低和污染少等特點，已被廣泛應用于家用凈水器、工業(yè)純水制造、廢水處理和海水淡化等領(lǐng)域。目前，市場上主流的反滲透膜是交聯(lián)芳香族聚酰胺復合反滲透膜，即利用間苯二胺和均苯三甲酰氯在聚砜支撐膜表面進行界面縮聚反應形成聚酰胺脫鹽層。經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)改進，反滲透膜的各項性能獲得了顯著進步。

但在實際使用過程中，反滲透膜仍面臨著一系列的問題。首先，水中的蛋白質(zhì)、多糖、無機鹽沉淀、微生物等污染物依然會造成膜表面的持續(xù)污染進而導致產(chǎn)水量下降。其中，生物污染因其具有污染能力強、污染后難以清洗去除等特點成為反滲透膜應用所面臨的最大挑戰(zhàn)。此外，反滲透膜對氧化性物質(zhì)(如活性氯)非常敏感，實際運行過程中的氧化性物質(zhì)若得不到完全處理而進入反滲透膜元件內(nèi)，則會破壞膜中的聚酰胺脫鹽層，從而對反滲透膜造成不可逆的破壞、使其脫鹽率快速下降，進而導致反滲透膜運行壽命縮短。因此，提高反滲透膜抗生物污染性能以及耐氧化性能具有重要意義。

為了提高反滲透膜的抗生物污染性能，目前已公開專利主要通過膜表面涂敷(例如CN1213985A，CN101450290A中公開的方法)、表面化學改性(CN104785131中公開的方法)、表面接枝(CN104815567A中公開的方法)等物理化學方法，以通過改變反滲透膜的表面親水性、表面粗糙度和表面電荷等來提高反滲透復合膜的抗生物污染性能。在膜表面涂敷方面，CN1213985A公開了使用高皂化度的PVA涂覆聚酰胺層表面制備低污染復合反滲透膜的方法，將活性分離層表面Z-電位的等電點PH在6時控制在±10mv以內(nèi)，使膜具備耐生物污染性能；CN101450290A公開了使用聚乙烯醇、聚乙烯亞胺和交聯(lián)劑混合溶液涂覆聚酰胺，干燥后使反滲透膜具備很好的耐生物污染性能。在表面化學改性方面，CN104785131公開了使用單寧酸和三氯化鐵所形成的絡合物在芳香聚酰胺復合反滲透膜表面作強黏附性中間層，將聚乙烯吡咯烷酮引入到反滲透膜表面，達到親水性提高及表面負電荷密度降低效果，提高膜的抗生物污染性能。在表面接枝方面，CN104815567A公開了利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺活化羧基的方法，將很高陽離子密度的親水性聚合物聚乙烯基胺接枝到芳香聚酰胺復合反滲透膜表面，降低反滲透膜的表面負電荷密度、提高親水性，從而提高膜的抗生物污染性能。

為了提高反滲透膜的耐氧化性能，目前已公開專利主要通過改進界面聚合成膜的配方或?qū)埘０访擕}層進行后處理兩種方法。改進界面縮聚成膜配方的現(xiàn)有技術(shù)有如下，比如：CN109126486A公開了一種通過在水相溶液中摻雜改性CNO，得到耐氧化性提高的改性芳香聚酰胺脫鹽層的方法。對聚酰胺脫鹽層層進行后處理的現(xiàn)有技術(shù)有如下，比如：CN109603587A公開了通過用含硫化合物溶液對聚酰胺復合反滲透膜的聚酰胺層進行浸泡處理來提高復合反滲透膜的耐氯性能的方法；另外，CN108176246A公開了通過在聚酰胺反滲透膜表面接枝氧化石墨烯同時提高了反滲透膜的耐氧化和抗生物污染性能。

雖然現(xiàn)有技術(shù)中已形成一些關(guān)于提高反滲透膜抗生物污染或/和耐氧化性能的技術(shù)方案，但這些技術(shù)方案在提高反滲透膜的抗生物污染、耐氧化性能同時提高通量方面還需進一步改善。

因此，本領(lǐng)域亟待來開發(fā)一種具有優(yōu)異的抗生物污染性能、耐氧化性能的反滲透膜，同時具有較高的滲透通量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種改性聚酰胺脫鹽層，將其應用于反滲透膜中，能夠提高反滲透膜的耐氧化性能，同時提高滲透通量。