[發(fā)明專利]耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜及制備方法

有效

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• 申請日: 2021-01-31
• 公開（公告）號: CN112892250B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 孟建強;尤蒙
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D67/00;B01D61/02;C02F1/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

本發(fā)明公開了一種耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜及制備方法，制備包括：1)雙鍵聚醚砜的合成；2)氨基酸修飾聚醚砜的合成；3)耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜的制備：將氨基酸修飾聚醚砜和聚砜類聚合物溶解在有機溶劑中配置成鑄膜液，靜置脫泡，然后傾倒在干凈的玻璃板上刮膜，空氣中揮發(fā)，然后沉浸于凝固浴中成膜，得到耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜。經(jīng)測試結果表明，本發(fā)明制備的耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜具有較高的分離性能和優(yōu)異的耐氯性能。

技術領域

本發(fā)明涉及反滲透膜制備技術與應用領域，具體涉及一種耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜及制備方法。

背景技術

反滲透技術是解決水資源短缺的重要技術之一，具有分離效率高、能耗低、占地面積小、操作簡便、無二次污染等優(yōu)點，在飲用水、河水、工業(yè)用水、苦咸水及海水脫鹽和凈化等領域具有廣泛應用。目前，芳香聚酰胺反滲透復合膜作為主流反滲透膜，雖然具有高的水通量和鹽截留率，但是膜污染和耐氯性差是限制了其廣泛應用和長期使用性。芳香聚酰胺反滲透膜是由多元胺和多元酰氯通過界面聚合方法制備得到的，其化學結構中的酰胺鍵易受到活性氯的攻擊，造成膜性能急劇衰減。而氯作為殺菌劑，對反滲透膜預處理過程進行加氯處理已經(jīng)成為解決微生物污染的重要手段，為了保護聚酰胺層不被破壞，在實際運行中，反滲透系統(tǒng)的進水都需要進行脫氯處理，這導致大量資金浪費和能量消耗。

聚砜類聚合物具有良好的機械性能，熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，且結構中不具有易受氯攻擊的酰胺鍵，可以被用來制備耐氯性反滲透膜。但是由于聚砜類聚合物疏水性強，使制得膜的水通量較低。親水化修飾是是改變聚合物親疏水性最重要改性方法之一，在聚砜類聚合物中引入親水基團，能夠提高聚合物的親水性，而且能夠提高其分離性能。一般來說，親水化修飾聚合物往往需要多步反應，制備過程復雜，反應時間長，反應條件苛刻。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜的制備方法。

本發(fā)明的技術方案概述如下：

一種耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜的制備方法，包括如下步驟：

1)雙鍵聚醚砜的合成：

按比例，向容器中加入1-10mmol 3,3'-二烯丙基-4,4'-二羥基二苯砜、1-10mmol4,4'-二羥基二苯砜，2-20mmol 4,4'-二氟二苯砜、1-30mmol堿金屬碳酸鹽，50-100mL第一種有機溶劑，通入氮氣，升溫至110-150℃，反應2-5h除去水，再升溫至170-200℃反應2-24h，得到粘稠溶液，在去離子水中沉淀洗滌，再用乙醇洗滌，真空干燥，得到雙鍵聚醚砜；

2)氨基酸修飾聚醚砜的合成：

按比例，將1-5g步驟1)獲得的雙鍵聚醚砜，0.1-2.0g含巰基氨基酸或者含巰基氨基酸鹽，0.1-1g DMPA和10-50mL第二種有機溶劑攪拌溶解，通入氮氣，用波長為365nm的紫外光源照射，將照射后的溶液，加入到去離子水中，沉淀，過濾，得到固體，依次用去離子水和乙醇洗滌，在30-50℃的真空烘箱中干燥24-48h，得到氨基酸修飾聚醚砜；

DMPA是2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮的簡寫；

3)耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜的制備：按比例將1-5g步驟2)獲得的氨基酸修飾聚醚砜和0-10g重均分子量為20,000-600,000g/mol的聚砜類聚合物溶解在40-100mL的第三種有機溶劑中配置成鑄膜液，靜置脫泡，然后傾倒在干凈的玻璃板上刮膜，空氣中揮發(fā)0-120s，然后沉浸于0-40℃凝固浴中成膜，得到耐氯氨基酸修飾聚醚砜反滲透膜。

堿金屬碳酸鹽為K₂CO₃和Na₂CO₃中至少一種。