[发明专利]一种表面矿化的高亲水性复合反渗透膜

说明书

技术领域

本发明属水处理领域中的高分子复合膜，具体是指一种常规的聚酰胺类复合反渗透膜经表面矿化处理后具有更好的表面亲水性。

技术背景

反渗透膜分离技术是一种高效、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，膜分离技术在水资源开发和循环利用等领域得到了更广泛的应用和重视。

以多孔膜为支撑层，通过多元胺和多元酰氯之间的界面聚合反应，制备的聚酰胺类复合反渗透膜是目前应用最为广泛的反渗透膜，具有渗透通量大、选择分离性能好等优点。但是，聚酰胺类复合反渗透膜在使用过程中不可避免地存在膜污染，膜的污染案与清洗，将导致运行成本增加，严重制约了聚酰胺类复合反渗透膜的推广应用，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。聚酰胺类复合反渗透的膜污染特性主要取决于膜表面亲水性、膜表面粗糙度、膜表面电荷的膜表面性质，通常膜表面越亲水，水中疏水性物质就不容易在膜表面沉积，体现较高的抗污染特性。因而，如何提高聚酰胺类复合反渗透膜表面亲水性，是提高聚酰胺类复合反渗透膜的抗污染性能，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，目前主要通过膜表面涂敷、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。Louie等将聚醚-聚酰胺亲水性嵌段共聚物PEBAX涂覆在SWC4复合反渗透膜表面，形成光滑、亲水、中性的膜表面，在处理含油废水中，体现了很好的抗污染性能。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。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-C0OH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。吴宗策等用PVA水溶液对聚酰胺复合反渗透膜表面进行涂覆改性，提高了复合反渗透膜的抗污染特性，延长了膜使用寿命。

因而，尽管目前在抗污染复合反渗透膜的研究开发方面已取得了很大的进展，但是如何通过简单的方法来提高现有聚酰胺类复合反渗透膜的表面亲水性，制备抗污染反渗透复合膜，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，提供一种表面亲水性更好的聚酰胺类复合反渗透膜，提高反渗透膜的耐污染性能，延长反渗透膜的使用寿命。

本发明需要解决的技术问题是，在现有由聚砜多孔支撑层和交联聚酰胺脱盐层组成的聚酰胺类复合反渗透膜表面再复合一层亲水矿物涂层，以进一步提高聚酰胺类复合反渗透膜的亲水性。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种高亲水复合反渗透膜，其特征在于，多孔支撑膜上复合有一层高分子脱盐层，在高分子脱盐层上复合有一层亲水矿物涂层，通过表面矿化技术复合而成。

作为优选，上述的高亲水复合反渗透膜中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

Z为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

D：或芳族-脂族混合聚酰胺

W为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

作为优选，上述的高亲水复合反渗透膜中，所述的亲水矿物涂层为硫酸钡。