一種復(fù)合正滲透膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于膜材料的合成領(lǐng)域，更具體地，涉及一種復(fù)合正滲透膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 正向滲透（FO)是一種新型的膜分離技術(shù)，直接利用膜兩側(cè)溶液的滲透壓差作推 動(dòng)力，無需外加壓力，與反滲透（RO)技術(shù)相比具有節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)。正向滲透技術(shù)的運(yùn)用 范圍非常廣泛，在海水淡化、污水處理、工業(yè)廢水處理、垃圾滲濾液處理、食品加工、醫(yī)療等 領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用前景。
[0003] 正向滲透膜作為正向滲透技術(shù)的核心之一，一直受到研宄者的廣泛關(guān)注。自1979 年Cadotte首次提出用間苯二胺和均苯三甲酰氯通過界面聚合來制備選擇透過性膜以來， 界面聚合制膜方法就得到了廣泛的應(yīng)用。目前，界面聚合法是最常用的正滲透膜制備方法 之一。界面聚合法制備復(fù)合膜是利用兩種反應(yīng)活性較高的單體在兩個(gè)互不相溶的溶劑界面 處發(fā)生聚合反應(yīng)，從而在多孔支撐膜上形成一層很薄的致密選擇層。間苯二胺和均苯三甲 酰氯分別為最常用的水相單體和有機(jī)相單體。間苯二胺和均苯三甲酰氯形成的全芳香族聚 酰胺選擇層由于較為致密的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，選擇性高，但水通量較低。并且由于表面較為疏 水和粗糙，易形成膜污染，應(yīng)用范圍受到限制。因此，通過對界面聚合單體進(jìn)行改進(jìn)來調(diào)節(jié) 復(fù)合膜的選擇層性質(zhì)，對推進(jìn)正滲透技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種復(fù)合正滲透膜的制備方 法，通過用含硅脂肪二胺部分取代傳統(tǒng)的多元胺作為界面聚合水相單體，可以使選擇層親 水性增加，從而提高復(fù)合正滲透膜的水通量和抗污染性能。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種復(fù)合正滲透膜的制備方法， 其特征在于，先將基膜在水溶液中充分浸泡，使基膜被水相溶液浸潤，取出并除去表面水 分，再將基膜的其中一面與有機(jī)相溶液接觸使得基膜表面發(fā)生一層界面聚合反應(yīng)，即獲得 所需復(fù)合正滲透膜；
[0006] 其中，所述基膜為高分子材料的微濾膜或超濾膜；
[0007] 所述水溶液含有質(zhì)量比為1:3~1:1的含硅脂肪二胺與多元胺，所述含硅脂肪二 胺與所述多元胺在所述水溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為1. 5%~5%。
[0008] 所述含硅脂肪二胺為以下化合物中的一種或多種：
[0009]
[0010] 所述多元胺為間苯二胺、鄰苯二胺、對苯二胺、5-羧基間苯二胺以及5-磺酸間苯 二胺中的一種或多種；
[0011] 所述有機(jī)相溶液含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 05%~0. 4%的多元酰氯；所述多元酰氯為芳 香族多元酰氯或脂肪族多元酰氯中的一種或多種；所述有機(jī)相溶液的溶劑為正己烷、環(huán)己 烷、苯、甲苯或二甲苯中的一種或多種。
[0012] 優(yōu)選地，所述含硅脂肪二胺為N-[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺。
[0013] 優(yōu)選地，所述多元胺為間苯二胺。
[0014] 優(yōu)選地，所述水溶液中含硅脂肪二胺與多元胺的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。
[0015] 優(yōu)選地，所述有機(jī)相溶液為均苯三甲酰氯的正己烷溶液。
[0016] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述正己烷溶液中均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%。
[0017] 優(yōu)選地，所述基膜為聚丙烯腈微濾膜。
[0018] 優(yōu)選地，基膜在水溶液中浸泡的時(shí)間為1分鐘~60分鐘。
[0019] 優(yōu)選地，基膜與有機(jī)相溶液接觸的時(shí)間為30秒~240秒。
[0020] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效 果：
[0021] 1、利用含硅脂肪二胺中特有的氨基和硅氧烷結(jié)構(gòu)，氨基作為活性基團(tuán)參加界面聚 合反應(yīng)，而硅氧基極易水解，轉(zhuǎn)變成親水性的羥基，使膜親水性增強(qiáng)；
[0022] 2、制備過程中將含硅脂肪二胺部分取代傳統(tǒng)的芳香族二胺，方法簡單，無需額外 的操作；
[0023] 3、利用本發(fā)明方法制備所得的復(fù)合正滲透膜，通透性、親水性和抗污染性均增強(qiáng)， 性能明顯提尚。
【附圖說明】
[0024] 圖1是實(shí)施例1-3與對比例復(fù)合正滲透膜接觸角測試結(jié)果圖；
[0025] 圖2是實(shí)施例1-3與對比例正向滲透測試裝置示意圖；
[0026] 圖3是實(shí)施例1-3與對比例復(fù)合正滲透膜水通量測試結(jié)果圖；
[0027] 圖4是實(shí)施例1-3與對比例復(fù)合正滲透膜抗污染測試結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼 此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 步驟一：將〇· 5gN-[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺和I. 5g間苯二胺溶于98g 去離子水中形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%的 正己烷溶液。
[0031] 步驟二：將一片聚丙烯腈微濾膜浸泡在水溶液中30分鐘，取出后用橡膠棒除去表 面水分；用特制的框架固定該聚丙烯腈膜，并將正己烷溶液倒入其中保持60秒；倒掉正己 烷溶液，得到復(fù)合正滲透膜。
[0032] 實(shí)施例2 :
[0033] 以所述的相同步驟重復(fù)實(shí)施例1，區(qū)別在于，N-[3_(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺 的質(zhì)量為I. 〇g，間苯二胺的質(zhì)量為I. 〇g。
[0034] 實(shí)施例3 :
[0035] 以所述的相同步驟重復(fù)實(shí)施例1，區(qū)別在于，N-[3_(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺 的質(zhì)量為I. 5g，間苯二胺的質(zhì)量為0. 5g。
[0036] 實(shí)施例4 :
[0037] 步驟一：將1.0 g N-[3-(三甲氧基硅基）乙基]乙二胺和1.0 g間苯二胺溶于98g 去離子水中形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%的 正己烷溶液。
[0038] 步驟二：將一片聚丙烯腈濾膜浸泡在水溶液中30分鐘，取出后用橡膠棒除去表面 水分；用特制的框架固定該聚砜基膜，并將正己烷溶液倒入，其中保持60s ;倒掉正己烷溶 液，得到復(fù)合正滲透膜。
[0039] 實(shí)施例5 :
[0040] 步驟一：將1.0 g N-[3_(三甲氧基硅基）異丙基]乙二胺和1.0 g間苯二胺溶于 98g去離子水中形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1% 的正己烷溶液。
[0041] 步驟二：將一片聚丙烯腈微濾膜浸泡在水溶液中30分鐘，取出后用橡膠棒除去表 面水分；用特制的框架固定該聚砜基膜，并將正己烷溶液倒入，其中保持60s ;倒掉正己烷 溶液，得到復(fù)合正滲透膜。
[0042] 實(shí)施例6
[0043] 步驟一：將1.0 g N-[3_(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺和2. Og 5-羧基間苯二胺 溶于97g去離子水中形成2%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%的正 己烷溶液。
[0044] 步驟二：將一片聚醚砜微濾膜浸泡在水溶液中20分鐘，取出后用橡膠棒除去表面 水分；用特制的框架固定該聚砜基膜，并將正己烷溶液倒入，其中保持60s ;倒掉正己烷溶 液，得到復(fù)合正滲透膜。
[0045] 實(shí)施例7
[0046] 步驟一：將1.0 g N-[3-(三甲氧基硅基）乙基]乙二胺和2. Og 5-羧基間苯二胺 溶于97g去離子水中形成2%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%的正 己烷溶液。
[0047] 步驟二：將一片聚醚砜微濾膜浸泡在水溶液中20分鐘，取出后用橡膠棒除去表面 水分；用特制的框架固定該聚砜基膜，并將正己烷溶液倒入，其中保持60s ;倒掉正己烷溶 液，得到復(fù)合正滲透膜。
[0048] 實(shí)施例8
[0049] 步驟一：將1.0 g N-[3_(三甲氧基硅基）異丙基]乙二胺和2. Og 5-羧基間苯二 胺溶于97g去離子水中形成3%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%的 正己烷溶液。
[0050] 步驟二：將一片聚醚砜微濾膜浸泡在水溶液中20分鐘，取出后用橡膠棒除去表面 水分；用特制的框架固定該聚砜基膜，并將正己烷溶液倒入，其中保持60s ;倒掉正己烷溶 液，得到復(fù)合正滲透膜。
[0051] 實(shí)施例9
[0052] 步驟一：將1.0 g N-[3-(三甲氧基硅基）丙基]乙二胺和I. 5g 5-磺酸間苯二胺 溶于97. 5g去離子水中形成2. 5%的水溶液；同時(shí)配制出均苯三甲酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1% 的正己烷溶液。
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