[發明專利]一種化學刺激響應抗污染反滲透膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110894031.6
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113499693B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 蓋景剛;姜夢影;蓋益諾;鄒倩;陳立業;韋南君;劉洋
• 申請（專利權）人: 四川華造宏材科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D65/02;B01D61/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

本發明涉及一種化學刺激響應抗污染反滲透膜及其制備方法，包括水相、油相溶液、Tris溶液的配置、HCl溶液的配置、Tris?HCl緩沖液的配置、共混沉積溶液的制備、還原劑溶液的配置和反滲透膜的制備。利用兒茶酚自聚合特性及可與氨基發生席夫堿或邁克爾加成反應在反滲透膜表面構建了一層化學刺激響應脫落的抗污涂層；本發明制備化學刺激響應抗污染反滲透膜，膜片表現出對還原劑的刺激響應特性，保持良好分離性能的同時具有優異的抗污性能。

技術領域

本發明涉及一種化學刺激響應抗污染反滲透膜及其制備方法，屬于膜分離技術領域。

背景技術

世界上超過三分之一人口生活在水資源緊張的國家與地區，預計到2025年這一數字將上升到近三分之二。人口增長、工業化、可用淡水資源污染和氣候變化等因素進一步加劇了水危機。與此同時，人們意識到充足的水資源帶來的廣泛社會和生態效益，這也促使人們尋求解決水資源短缺的技術方案。海洋占據地表面積的71％，海水的體積更是達到了13.7億立方公里，占地球總水量97％以上。海水淡化技術提供了穩定、高質量的水源供應，且對環境的危害極小。現在絕大多數的海水淡化設施都是基于反滲透膜技術，與蒸餾法、結晶法、閃蒸發、離子交換法等相比，反滲透膜技術具有高效節能、高度自動化、安全穩定等優點。然而，實際運行過程中污染物會不斷堆積在反滲透膜表面，進而形成“凝膠層”，導致滲透通量大幅度降低，分離過程中能耗增加，脫鹽成本提高。因此，反滲透膜污染極大的限制了反滲透膜材料在海水脫鹽中的實際應用。

為了解決上述問題，現可采用多種方法制備高性能抗污染反滲透膜。

CN104226123A公開了一種基于純胺涂覆改性反滲透膜的制備方法，氨基通過與膜表面殘留的酰氯基團反應固定在膜表面并且降低膜表面的荷電性，羥基增加了膜的親水性。CN102921315A中公開了一種含有PVA分子的聚酰胺脫鹽層及PVA交聯涂層反滲膜的制備方法，在水相溶液中加入PVA，再與油相溶液接觸得到PVA聚酰胺層，最后利用殘余的羥基進一步與涂覆在膜表面的PVA交聯，使得PVA涂層與脫鹽層鍵合在一起。然而，這類利用提高親水性，在膜表面形成水合層來抵抗污染的涂覆改性方法只能延緩污染卻不能去除污染。因此，具有智能響應脫落的防污犧牲層是保持膜分離性能同時去除膜表面污染物的一種有效辦法。

發明內容

針對上述背景技術中所存在的問題，本發明的目的在于提供一種化學刺激響應抗污染反滲透膜及其制備方法，解決目前的技術問題。

本發明的目的是通過下述技術方案加以實現的：

一種化學刺激響應抗污染反滲透膜，由以下制備方法所得，包括以下步驟：

(1)水相溶液的制備：將水相單體溶于去離子水中，放在超聲儀器中，超聲10min使單體分散均勻；；

(2)油相溶液的制備：將油相單體溶于有機溶劑中超聲5min，得到油相溶液；

(3)Tris溶液的配置：三羥基氨基甲烷置于水中，超聲10min，使單體分散均勻；

(4)HCl溶液的配置：濃鹽酸置于水中，常溫下攪拌10min，使單體分散均勻；

(5)Tris-HCl緩沖液的制備：取步驟(3)配置的Tris溶液，步驟(4)配置的HCl溶液，加入去離子水稀釋，置于超聲儀器中超聲10min；

(6)共沉積溶液的制備：將兒茶酚胺和二硫聚合物加入到步驟(5)配置的Tris-HCl緩沖液中，超聲1min使其均勻分散；

(7)刺激響應反滲透膜的制備：將步驟(1)中制備的水相溶液倒在反滲透基膜表面靜置，倒去多余溶液，然后將膜浸入步驟(2)中的油相溶液反應一段時間，反應完成后放入烘箱進行熱處理，得到初始反滲透膜；將步驟(6)配置的共沉積溶液立即倒在制備的初始反滲透膜表面，沉積一段時間，得到化學刺激響應的反滲透膜。