[发明专利]一种耐污染的复合反渗透膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐污染的复合反渗透膜的制备方法，属于海水淡化技术领域。

背景技术

反渗透是一项成熟的膜分离技术，具有清洁、节能、高效、无污染等优点，广泛应用于海水、苦咸水的淡化、城市污水处理、工业用水的处理、纯水和超纯水制备、饮用水净化、纯品的纯化和浓缩等领域，被称为“21世纪的净化水技术”。反渗透膜是反渗透技术的核心。复合反渗透膜具有高的水通量和脱盐率，运行压力低，运行成本低廉等特点，市场的占有率较高。目前芳香类聚酰胺复合反渗透膜是应用最广泛的反渗透膜品种。专利文献(US4277344)中报道了以均苯三甲酰氯(TMC)和间苯二胺(MPDA)分别作为油相和水相单体，在多孔支撑层上通过界面聚合制备高通量、高截留率反渗透复合膜的方法，这种商品型号为FT-300的全芳香酰胺复合膜后来在产业化方面获得了最广泛的应用，成为反渗透复合膜的代表。

近年来虽然人们已经开发了许多种类的反渗透膜材料，应用于不同的方面。但是膜的污染问题始终是制约反渗透膜应用领域的关键问题之一。开发耐污染性能的新型复合反渗透膜可以延长反渗透膜的使用寿命，拓宽反渗透膜的应用领域，降低产品水的生产成本。专利文献(US6177011)首先报道了将亲水性的聚合物聚乙烯醇(PVA)涂覆在芳香聚酰胺活性分离层的表面，目的是减弱膜表面的负电荷，增加膜表面的亲水性，从而降低了有机胶体物质、过渡金属离子等污染物在膜表面的吸附。但是由于PVA分子链与聚酰胺层是通过物理吸附作用结合在一起的，膜片在使用的过程中PVA层容易逐渐溶于水，最终逐渐失去抗污染的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的抗污染的复合反渗透膜的制备方法。

一种耐污染的复合反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)制备聚砜支撑膜；

b)利用步骤a)中得到的聚砜支撑膜制备芳香聚酰胺反渗透复合膜；

c)在步骤b)中得到的芳香聚酰胺反渗透复合膜表面上接枝壳聚糖。

作为优选方案，步骤a)具体包括如下操作：在聚酯无纺布上涂覆一层聚砜涂覆液，然后浸入水中除去溶剂，得到聚砜支撑膜，其中，所述聚砜涂覆液是将聚砜、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇溶于N，N-二甲基甲酰胺中得到的。

作为优选方案，步骤b)具体包括如下操作：将3，5-二氨基苯甲酸的水溶液涂覆在聚砜支撑膜上，在空气中风干15min，然后用均苯三甲酰氯的正己烷溶液涂覆在聚砜支撑膜上，在40～60℃条件下聚合10min，再依次用30％的乙醇水溶液、去离子水漂洗除去没有反应的3，5-二氨基苯甲酸和均苯三甲酰氯，然后在80～95℃条件下热处理20min，得到聚酰胺复合反渗透膜。

作为优选方案，步骤c)具体包括如下操作：将步骤b)中的聚酰胺反渗透膜浸入pH值为1～3的盐酸溶液中处理，取出后用去离子水漂洗，然后依次用1，2-二氯乙烷/N-羟基琥珀酰亚胺水溶液和壳聚糖的水溶液处理，完成表面接枝反应，得到表面接枝了壳聚糖的具有抗污染性能的复合反渗透膜。

作为优选方案，所述聚砜涂覆液中，聚砜、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的质量分数分别为11～25％、8～25％和0.01～0.05％。

作为优选方案，所述的3，5-二氨基苯甲酸的水溶液的配制方法是：将3，5-二氨基苯甲酸、十二烷基磺酸钠溶解于水溶液中，搅拌使其溶解，即得到了3，5-二氨基苯甲酸的水溶液；所述的均苯三甲酰氯的正己烷溶液的配制方法是：将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，搅拌均匀即可。

作为优选方案，所述的1，2-二氯乙烷(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)水溶液的配制方法是：在水溶液中加入1，2-二氯乙烷和N-羟基琥珀酰亚胺，使其溶解；所述壳聚糖水溶液的配制方法是将分子量为2000～6000壳聚糖溶于水中，搅拌均匀。

作为优选方案，所述3，5-二氨基苯甲酸的水溶液中，3，5-二氨基苯甲酸和十二烷基磺酸钠的质量分数分别为0.6～4％和0.01～0.7％。

作为优选方案，所述1，2-二氯乙烷/N-羟基琥珀酰亚胺水溶液中，1，2-二氯乙烷的质量分数为0.5～2％，1，2-二氯乙烷和N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1～4∶1

作为优选方案，所述壳聚糖溶液的质量分数为0.5～2％，选用的壳聚糖为水溶性壳聚糖，通过GPC法测定的分子量为小于10000，壳聚糖的脱乙酰度为大于80％。