[发明专利]一种抑菌抗氧化复合反渗透膜

说明书

技术领域

本发明属水处理领域，具体是指一种用于水处理的抑菌抗氧化复合反渗透膜。

技术背景

反渗透技术是一种高效、节能的绿色新型分离技术，具有设备简单、操作条件温和、处理量大、分离效率高等突出特点，已在海水和苦咸水淡化、废水处理与资源化、生物制品分离、环境工程、食品、医药等领域得到广泛应用，并已取得了很好的经济和社会效益；近年来，随着全球水资源短缺日益严重、水污染日益加重，反渗透技术在海水淡化和水回用领域得到了更广泛的应用和重视。

但是反渗透膜分离技术的应用瓶颈之一是膜污染，膜污染已严重制约了反渗透技术的大规模应用与推广，尤其是在高污染水处理、水回用以及化工分离等领域中的应用。膜污染将直接导致膜的渗透通量显著下降，系统的生产效率降低、运行成本和能耗增加；膜污染还将导致系统的频繁清洗、装置不能正常运转、膜的截留特性严重劣化、产水水质变差、膜寿命降低和膜的频繁更换。

生物污染是目前导致反渗透膜性能劣化的重要原因之一，而使用氧化杀菌剂是控制和消除生物污染的有效途径。但是，目前广泛使用的聚酰胺类复合反渗透膜的耐氯抗氧化性能较差，已严重制约了反渗透技术在高污染水处理、水回用以及化工分离等领域中的应用。因而，如何提高现有反渗透膜的抑菌和抗氧化性能，是提高复合反渗透运行效率、延长其使用寿命的关键。

在提高聚酰胺类复合反渗透膜抗污染性能方面，要通过膜表面涂敷、表面化学改性、表面接枝等化学物理方法，改变反渗透膜的化学物理性质如表面亲水性、表面粗糙度和表面电荷等，提高反渗透复合膜的抗污染性能。Uemura和Kuriharal通过在聚酰胺复合反渗透表面涂敷聚乙烯醇(PVA)保护层来提高反渗透膜的亲水性和耐污染性；Jennifer等通过在聚酰胺反渗透复合膜表面涂覆聚醚-酰胺嵌段共聚物来提高抗污染性；Wilbert等用两种T-X系列和P系列聚环氧乙烯型非离子表面活性剂，处理商用聚酰胺反渗透复合膜，提高膜的抗蛋白质污染能力。Kang等人在初生态聚酰胺反渗透复合膜表面接枝聚乙二醇，在提高膜表面亲水性的同时又降低了膜表面粗糙度，从而提高了膜的抗污染性能；Freger以及Gilron等均采用氧化还原法(以K₂S₂O₈和K₂S₂O₅作为引发剂)在聚酰胺反渗透复合膜表面接枝具有亲水性的丙烯酸、甲基丙烯酸等支链，使膜表面粗糙度降低，从而减弱了污染物在膜表面的吸附，同时膜接触角减小，膜亲水性增强，因此膜的耐污染性增强；Belfer等采用辐射接枝法在商用聚酰胺复合膜表面分别接枝甲基丙烯酸支链和聚乙二醇甲基丙烯酸支链，由于亲水性基团-COOH的存在，膜在整个pH值范围内均具有较高的负Zeta电位，从而改善了膜的抗污染能力；同样，Belfer等在聚酰胺反渗透复合膜表面上接枝丙烯腈支链，也取得了较好的抗污染效果。

在提高局限类复合反渗透膜抗氧化性方面，中国专利200610051219.X(公开号：CN101147846A)通过用过硫酸溶液对聚酰胺复合反渗透膜的聚酰胺层进行处理，使得复合反渗透膜的耐氯性能和抗污染性能得到了大大提高。

因而，尽管目前在抗污染及耐氧化反渗透膜的研究开发方面已取得了很大的进展，但是制备具有抑菌和抗氧化功能的复合反渗透膜，仍是膜学术界和膜工业界追求的目标之一。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术中的不足，提供一种抑菌抗氧化复合反渗透膜。提高反渗透膜的抑菌、抗氧化和耐污染性能，延长反渗透膜的使用寿命

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种抑菌抗氧化复合反渗透膜，包括无纺布层、多孔支撑层和在多孔支撑层上的高分子脱盐层，其特征在于：将高分子脱盐层在含高分子抑菌材料的过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得到抑菌抗氧化复合反渗透膜。

作为优选，上述的抑菌抗氧化复合反渗透膜中，所述的高分子脱盐层是聚酰胺类高分子；作为更佳选择，所述的聚酰胺类高分子为全芳香聚酰胺，或芳香聚酰胺-脲，或芳香聚酰胺-氨基甲酸酯，或芳族-脂族混合聚酰胺；

具体分子式表示如下：

A：全芳香聚酰胺

X为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

B：芳香聚酰胺-脲

Y为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

C：芳香聚酰胺-氨基甲酸酯