一種超低壓高通量反滲透膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及反滲透膜的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低壓高通量反滲透膜的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膜分離技術(shù)是當(dāng)今水處理中常見的處理技術(shù)，其中的反滲透膜分離技術(shù)因其具有 對有機(jī)小分子和無機(jī)鹽離子的良好分離性能及安全、環(huán)保、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)而成為目前膜 分離技術(shù)運(yùn)用于水處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003] 反滲透膜的工作機(jī)理決定了其操作壓力高，出水量低的特點(diǎn)，目前反滲透膜通常 采用界面聚合法制備，制備過程主要為：在無紡布支持層上涂覆聚砜基膜層，聚砜基膜先浸 泡含有多元胺的水相溶液，除去多余水相后浸入含有多元酰氯的油相溶液，從而在聚砜基 膜層上形成一層致密的聚酰胺脫鹽層。
[0004] 為了更大的提升反滲透膜的使用效率，降低其操作壓力，目前關(guān)于許多種提升產(chǎn) 水通量的研宄中，一方面是對反滲透膜的水通量的提升有限，而且大多甚至絕大多數(shù)是以 犧牲大量的脫鹽率來換取的，且通過形成疏松脫鹽層而增加通量，因?yàn)槭杷擅擕}層的性能 極其不穩(wěn)定，因此通量極易衰減，亦即通量的上升呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，改進(jìn)后初始的通量很 高，但運(yùn)行一段時(shí)間后通量衰減嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種超低壓高通量反滲透膜的制備方法，旨在保證脫鹽率 變化不大的前提下提高反滲透膜的水通量，降低反滲透膜的運(yùn)行壓力。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為：
[0007] -種超低壓高通量反滲透膜的制備方法，具體包含以下步驟：
[0008] Sl :水相溶液的配制：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-3%的多元胺溶解于水，并攪拌均勻，通過 添加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)水相溶液的pH值，使其控制在7-13 ;
[0009] S2 :油相溶液的配制：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1-0. 2%的均苯三甲酰氯和/或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 5-2 %的酮衍生物和/或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05-0. 3 %的脂類溶于異構(gòu)烷烴類油相溶劑中，并 攪拌均勻；
[0010] S3 :將聚砜基膜浸入水相溶液中，保持10-40S ;然后用橡膠輥除去殘留在基膜表 面的水相溶液，并將其浸入油相溶液中，保持10-40s ;之后放入80-100°C的烘箱中，烘干 3-5min，即得到聚酰胺干膜；
[0011] S4 :將制得聚酰胺干膜在純水中浸泡清洗5-10min，取出后在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-8%的 甘油中浸泡0. 5-2min，之后放入80-KKTC烘箱中烘干3-5min，即得到反滲透膜。
[0012] 在上述超低壓高通量反滲透膜的制備方法中，所述多元胺為間苯二胺、對苯二胺、 鄰苯二胺或者哌嘆。
[0013] 在上述超低壓高通量反滲透膜的制備方法中，所述堿性物質(zhì)為氫氧化物、三烷基 胺或者羧酸鹽。
[0014] 在上述超低壓高通量反滲透膜的制備方法中，所述酮衍生物為丙酮、環(huán)己酮或者 2-丁酮。
[0015] 在上述超低壓高通量反滲透膜的制備方法中，所述脂類為鄰苯二甲酸酯、磷酸三 甲苯酯或者鄰苯二甲酸二辛酯。
[0016] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明的制備方法通過在油相中添加脂類及酮的衍生物物質(zhì)，脂類物質(zhì)首先與油 相中多元酰氯產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，大大增加了多元酰氯的反應(yīng)活性，酮類物質(zhì)則改變了水相及 油相間的溶解差異，增強(qiáng)了多元胺單體向有機(jī)相的擴(kuò)散能力，從而增大了界面聚合的反應(yīng) 界面，使反滲透膜的有效面積增加，進(jìn)而增加膜片的水通量。
[0018] 通過本發(fā)明的制備方法制備出的反滲透膜可以在保證脫鹽率變化不大或稍有降 低的情況下大量提升水通量，且能夠在提升水通量的水平下長期穩(wěn)定運(yùn)行，尤其適用于含 鹽量較低的苦咸水處理及家用飲水機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 當(dāng)結(jié)合實(shí)施例考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的實(shí)施例及其 說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0020] 首先對以下各實(shí)施例的反滲透膜的測試條件為：
[0021] 測試液NaCl的濃度為200ppm，測試壓力為60psi，測試液的pH值7. 5-8. 0 ;水溫 為 25°C。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 將涂有聚砜的無紡布基膜浸泡入間苯二胺（MPD)含量為2%的水溶液中，完全浸 泡40s，取出后去除多余的水相；
[0024] 將濕膜浸泡入含有0. 15% TMC的油相溶劑中浸泡30s。去除多余殘留液后，即 得到聚酰胺干膜，作為一種優(yōu)選，本發(fā)明的油相溶劑采用的是異構(gòu)烷烴類油相溶劑中的 ISOPARG ；
[0025] 將制得的聚酰胺干膜放置于烘箱中干燥3min，取出后浸泡入純水中清洗5min，即 制得了高通量反滲透膜。
[0026] 經(jīng)平板測試機(jī)測試，此濕膜的通量為22. 53LMH，脫鹽率為98. 6%，其中水通量的 單位為 L/m/h (LMH)。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 將涂有聚砜的無紡布基膜浸泡入間苯二胺（MPD)含量為2%的水溶液中，完全浸 泡40 s，取出后去除多余水相；
[0029] 將濕膜浸泡入含有0. 15%的均苯三甲酰氯（TMC)以及0.05%的鄰苯二甲酸酯 (脂類）的油相溶液ISOPARG中浸泡30s，去除多余殘留液后，即得到聚酰胺干膜；
[0030] 將制得的聚酰胺干膜放置于烘箱中干燥3min，取出后浸泡入純水中清洗5min，即 制得了高通量反滲透膜。
[0031] 經(jīng)平板測試機(jī)測試，此濕膜的水通量為27. 81LMH，脫鹽率為97. 9%。
[0032] 實(shí)施例3-6
[0033] 各步驟的參數(shù)控制與實(shí)施例1、2相同，實(shí)施例3-6的組分、配比、以及測試結(jié)果如 表1所示：
[0034] 表1實(shí)施例3-6的組分、配比以及測試結(jié)果
[0035]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超低壓高通量反滲透膜的制備方法，其特征在于，具體包含以下步驟： 51 :水相溶液的配制：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-3%的多元胺溶解于水，并攪拌均勻，通過添加 堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)水相溶液的pH值，使其控制在7-13 ; 52 :油相溶液的配制：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1-0. 2%的均苯三甲酰氯、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5-2% 的酮衍生物以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05-0. 3 %的脂類溶于異構(gòu)烷烴類油相溶劑中，并攪拌均勻； 53 :將涂有聚砜的無紡布基膜浸入水相溶液中，保持10-40S ;然后用橡膠輥除去殘留 在基膜表面的水相溶液，并將其浸入油相溶液中，保持10-40s ;之后放入80-100°C的烘箱 中，烘干3-5min，即得到聚酰胺干膜； 54 :將制得聚酰胺干膜在純水中浸泡清洗5-10min，取出后在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-8%的甘油 中浸泡0. 5-2min，之后放入80-100°C烘箱中烘干3-5min，即得到反滲透膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓高通量反滲透膜的制備方法，其特征在于，所述多元 胺為間苯二胺、對苯二胺、鄰苯二胺或者哌嗪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓高通量反滲透膜的制備方法，其特征在于，所述堿性 物質(zhì)為氫氧化物、三烷基胺或者羧酸鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓高通量反滲透膜的制備方法，其特征在于，所述酮衍 生物為丙酮、環(huán)己酮或者2- 丁酮。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低壓高通量反滲透膜的制備方法，其特征在于，所述脂類 為鄰苯二甲酸酯、磷酸三甲苯酯或者鄰苯二甲酸二辛酯。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超低壓高通量反滲透膜的制備方法，具體包含以下步驟：S1：水相溶液的配制；S2：油相溶液的配制；S3：制取聚酰胺干膜；S4：制成到反滲透膜。通過在油相溶液中添加脂類及酮的衍生物，使得脂類物質(zhì)首先與油相中多元酰氯產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，大大增加了多元酰氯的反應(yīng)活性，酮類物質(zhì)則改變了水相及油相間的溶解差異，增強(qiáng)了多元胺單體向有機(jī)相的擴(kuò)散能力，增大了界面聚合的反應(yīng)界面，使反滲透膜的有效面積增加，進(jìn)而增加膜片的水通量。
【IPC分類】B01D71-56, C02F1-44, B01D67-00
【公開號】CN104607067
【申請?zhí)枴緾N201410736580
【發(fā)明人】梁輝, 趙旭, 魯純
【申請人】北京碧水源凈水科技有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月5日