一種反滲透膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，尤其涉及一種反滲透膜及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 滲透是溶劑穿過隔離兩種溶液的半透性分離膜而從具有低溶質(zhì)濃度的溶液向另 一具有高溶質(zhì)濃度的溶液移動(dòng)的現(xiàn)象。在這種情況下，通過溶劑移動(dòng)而作用在具有高溶質(zhì) 濃度的溶液上的壓力被稱作滲透壓。然而，當(dāng)施加比滲透壓水平更高的外部壓力時(shí)，溶劑向 具有低溶質(zhì)濃度的溶液移動(dòng)，這種現(xiàn)象被稱作反滲透。根據(jù)反滲透原理，可以使用壓力梯度 作為驅(qū)動(dòng)力，通過半透膜對(duì)各種類型的鹽或有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分離。利用反滲透現(xiàn)象的反滲透 膜己經(jīng)被用于分離分子水平的物質(zhì)，從鹽水或海水中去除鹽，以及提供可供家庭、商業(yè)和工 業(yè)使用的水。
[0003] 然而，常規(guī)方法制備的聚酰胺類反滲透膜可能存在初始滲透通量效率較低 的不足，導(dǎo)致水凈化功能的劣化。并且，在使用反滲透膜進(jìn)行水處理的情況下，溶質(zhì)或 離子化合物可能被吸附至反滲透膜表面而污染該反滲透膜，從而造成水滲透特性，例如滲 透通量和脫鹽率隨時(shí)間而下降。因此，通過控制工藝條件制備性能良好的聚酰胺海水淡化 反滲透膜顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種反滲透膜，該反滲具有高的水通量和脫 鹽率性能，且性能穩(wěn)定。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 一種反滲透膜，原料包括以下組分按重量分計(jì)為：無紡布96. 5~97. 2%、間苯二 胺0. 04%、三乙胺2. 45~3. 26%、相轉(zhuǎn)移催化劑0. 05%、均苯三甲酰氯0. 04~0. 27%、聚砜 0. 06-1% ； 進(jìn)一步地，上述無紡布的主要成分為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯； 進(jìn)一步地，上述相轉(zhuǎn)移催化劑是芐基三乙基氯化銨、三乙胺鹽酸鹽、四丁基氯化銨中的 一種； 進(jìn)一步地，上述反滲透膜的制備方法，包括如下步驟： (1) 將間苯二胺、三乙胺及相轉(zhuǎn)移催化劑溶于水中配制成水相； (2) 將均苯三甲酰氯溶于有機(jī)溶劑中配制成有機(jī)相； (3) 將無紡布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜層與水相接觸致其潤(rùn)濕，除去多余 的水相； (4) 將潤(rùn)濕的聚砜層與有機(jī)相接觸反應(yīng)后，除去多余的有機(jī)相后經(jīng)烘箱處 理得到聚酰胺反滲透膜； 進(jìn)一步地，上述步驟（2)中有機(jī)溶劑是Isopar G、環(huán)己烷、正癸烷、正庚烷中的一種； 進(jìn)一步地，上述步驟（3)聚砜底膜的聚砜層與水相接觸致其潤(rùn)濕時(shí)間為10~20min ; 進(jìn)一步地，上述步驟（4)聚砜層與有機(jī)相接觸反應(yīng)時(shí)間20s~90s ; 進(jìn)一步地，上述烘箱的溫度為40~60°C。
[0006] 本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明的一種反滲透膜，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方案，反滲透膜包括聚砜層，所述聚砜 層具有在其表面內(nèi)形成的孔，所述孔具有預(yù)定范圍的分布、平均直徑和孔面積比等，因此與 現(xiàn)有的反滲透膜相比，本發(fā)明的反滲透膜可以實(shí)現(xiàn)改善的初始滲透通量，同時(shí)具有優(yōu)異的 脫鹽率、防污性能和耐久性。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明一種反滲透膜海水反滲透膜評(píng)測(cè)裝置； 圖中，1、原水池，2、純水池，3、高壓泵，4、膜測(cè)試臺(tái)，5、調(diào)節(jié)閥，6、流量計(jì)，7、球閥1，8、 球閥2,9、球閥3,10、球閥4,11、球閥5, A、產(chǎn)水； 圖2為本發(fā)明一種反滲透膜不同接觸反應(yīng)時(shí)間下的水通量和脫鹽率。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一種反滲透膜的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。 實(shí)施例
[0009] 本發(fā)明提供一種反滲透膜的制備方法，原料包括以下組分按重量分計(jì)為：無紡 布96. 5~97. 2%、間苯二胺0. 04%、三乙胺2. 45~3. 26%、相轉(zhuǎn)移催化劑0. 05%、均苯三甲酰氯 0. 04~0. 27%、聚砜0. 06~1%，無紡布的主要成分為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯；轉(zhuǎn)移催化劑是芐基 三乙基氯化銨、三乙胺鹽酸鹽、四丁基氯化銨中的一種；反滲透膜的制備方法，具體包括如 下步驟： (1) 將間苯二胺、三乙胺及相轉(zhuǎn)移催化劑溶于水中配制成水相； (2) 將均苯三甲酰氯溶于有機(jī)溶劑中配制成有機(jī)相； (3) 將無紡布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜層與水相接觸致其潤(rùn)濕10~20min 后，除去多余的水相； (4) 將潤(rùn)濕的聚砜層與有機(jī)相接觸反應(yīng)20s~90s后，除去多余的有機(jī)相后經(jīng)40~60°C烘 箱烘干后得到聚酰胺反滲透膜。
[0010] 步驟（2)中有機(jī)溶劑是Isopar G、環(huán)己烷、正癸烷、正庚烷中的一種。
[0011] 膜性能測(cè)試： 在海水反滲透膜評(píng)測(cè)裝置(見圖1)的原水池中配制15L的32 g/L的N aCl水溶液， 將海水反滲透膜裁剪成固定尺寸裝入測(cè)試臺(tái)中，先用純水在3. 45 MPa的壓力下沖洗15min 后切換成質(zhì)量濃度32 g/L NaCI水溶液，在25°C，5. 52MPa的壓力下測(cè)試海水反滲透膜的 性能。
[0012] 從圖2中可以看出，接觸反應(yīng)時(shí)間是聚酰胺膜成膜的時(shí)間，是極其重要條件，隨 著接觸反應(yīng)時(shí)間的增加，脫鹽率呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，而水通量呈現(xiàn)一直下降的趨勢(shì)。接觸 反應(yīng)時(shí)間為60s時(shí)，聚酞胺膜的脫鹽率達(dá)到最高點(diǎn)99. 6%，而后隨著接觸反應(yīng)時(shí)間的增加脫 鹽率有所下降。
[0013] 本發(fā)明在聚砜層與有機(jī)相接觸反，應(yīng)中加入了相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC)，PTC -般用于 兩相之間的反應(yīng)，可以加快反應(yīng)速度和降低反應(yīng)溫度。由表1可知，所選取的PTC對(duì)聚酞胺 月旲的性能都有很大的提尚。
[0014] 表1加入不同PTC時(shí)的脫鹽率和水通量
當(dāng)三乙胺鹽酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%時(shí)，水通量達(dá)到最大值34 L/ (m2 · h)。
[0015] 本發(fā)明選取了 4種有機(jī)相溶劑，四種溶劑下的脫鹽率和水通量見表2。
[0016] 表2四種溶劑下的脫鹽率和水通量
由表2可以看出，IsoparG和正癸烷能使得到的聚酞胺膜有較好的性能，而這2種溶劑 都是屬于長(zhǎng)碳鏈烷烴，Isopar G的碳鏈長(zhǎng)度為9 ~10,而正癸烷的碳鏈長(zhǎng)度為10。
[0017] 應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下， 還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未 明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種反滲透膜，原料包括以下組分按重量分計(jì)為：無紡布96. 5~97. 2%、間苯二胺 0. 04%、三乙胺2. 45~3. 26%、相轉(zhuǎn)移催化劑0. 05%、均苯三甲酰氯0. 04~0. 27%、聚砜0. 06~1%。2. 如權(quán)利要求1所述的反滲透膜，其特征在于，無紡布的主要成分為聚對(duì)苯二甲酸乙 二酯。3. 如權(quán)利要求1或2所述的反滲透膜，其特征在于，相轉(zhuǎn)移催化劑是芐基三乙基氯化 銨、三乙胺鹽酸鹽、四丁基氯化銨中的一種。4. 如權(quán)利要求1所述的反滲透膜的制備方法，包括如下步驟： (1) 將間苯二胺、三乙胺及相轉(zhuǎn)移催化劑溶于水中配制成水相； (2) 將均苯三甲酰氯溶于有機(jī)溶劑中配制成有機(jī)相； (3) 將無紡布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜層與水相接觸致其潤(rùn)濕，除去多余 的水相； (4) 將潤(rùn)濕的聚砜層與有機(jī)相接觸反應(yīng)后，除去多余的有機(jī)相后經(jīng)烘箱處 理得到聚酰胺反滲透膜。5. 如權(quán)利要求4所述的反滲透膜的制備方法，其特征在于：步驟（2)中有機(jī)溶劑是 Isopar G、環(huán)己烷、正癸烷、正庚烷中的一種。6. 如權(quán)利要求4所述的反滲透膜的制備方法，其特征在于：步驟（3)聚砜底膜的聚砜層 與水相接觸致其潤(rùn)濕時(shí)間為l〇~20min。7. 如權(quán)利要求4所述的反滲透膜的制備方法，其特征在于：步驟（4)聚砜層與有機(jī)相接 觸反應(yīng)時(shí)間20s~90s。8. 如權(quán)利要求4所述的反滲透膜的制備方法，其特征在于：所述烘箱的溫度為 40~60 °C 〇
【專利摘要】本發(fā)明提供一種反滲透膜，原料包括以下組分按重量分計(jì)為：無紡布96.5~97.2%、間苯二胺0.04%、三乙胺2.45~3.26%、相轉(zhuǎn)移催化劑0.05%、均苯三甲酰氯0.04~0.27%、聚砜0.06~1%；以及該反滲透膜的制備方法：（1）將間苯二胺、三乙胺及相轉(zhuǎn)移催化劑溶于水中配制成水相；（2）將均苯三甲酰氯溶于有機(jī)溶劑中配制成有機(jī)相；（3）將無紡布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜層與水相接觸致其潤(rùn)濕，除去多余的水相；（4）將潤(rùn)濕的聚砜層與有機(jī)相接觸反應(yīng)后，除去多余的有機(jī)相后經(jīng)烘箱處理得到聚酰胺反滲透膜。本發(fā)明的反滲透膜可以實(shí)現(xiàn)改善的初始滲透通量，同時(shí)具有優(yōu)異的脫鹽率、防污性能和耐久性。
【IPC分類】B01D71/56, B01D67/00, B01D69/02
【公開號(hào)】CN104959046
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510357025
【發(fā)明人】茆康建
【申請(qǐng)人】茆康建
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日