[发明专利]利用二次界面聚合法制备含水通道蛋白反渗透膜的方法

说明书

本发明提供了一种含水通道蛋白反渗透膜的制备方法：先将水通道蛋白以囊泡为载体加入到多元胺水相溶液中，得到含水通道蛋白的水相溶液，利用二次界面聚合法，将该含水通道蛋白的水相溶液与初生态膜表面残留的未反应的多元酰氯单体和未参与交联的酰氯基团发生界面聚合反应，使水通道蛋白囊泡封装于聚酰胺交联结构中，得到含水通道蛋白的聚酰胺反渗透复合膜。本发明不仅使水通道蛋白囊泡封装于聚酰胺交联结构中，得到水通量显著提高脱盐率影响较小的含水通道蛋白的聚酰胺反渗透复合膜，而且减少了聚酰胺交联结构的缺陷，使反渗透膜表面更加光滑。

技术领域

本发明涉及反渗透膜技术领域，特别涉及一种利用二次界面聚合法制备含水通道蛋白反渗透膜的方法。

背景技术

膜分离技术是当前水处理行业中发展最迅速的新型技术。反渗透膜作为过滤精度最高的水处理膜，具有高脱盐率的特点，被广泛应用在净水、污水回用、苦咸水淡化以及海水淡化中。

含有水通道蛋白(AQP)的复合反渗透膜为反渗透膜的一种。目前，在含有水通道蛋白(AQP)的复合反渗透膜的工业制备方法中，最为常用的是用高分子膜封装含AQP的囊泡的方法，该方法主要通过二元胺/多元胺水相溶液与二元酰氯/多元酰氯油相溶液通过界面聚合将含AQP囊泡封装在聚砜支撑膜上，再经后处理得到含AQP的复合反渗透膜。

目前，对水通道蛋白反渗透膜的研究最终的目的是提高膜的水通量和脱盐率。

发明内容

本发明采用二次界面聚合法将水通道蛋白封装到聚酰胺反渗透复合膜中，以提高改性后聚酰胺反渗透复合膜的水通量，并对改性后聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率影响较小。

本发明的技术方案如下：

一种利用二次界面聚合法制备含水通道蛋白反渗透膜的方法，包括如下步骤：

1.初生态膜的制备：

将聚砜支撑膜贴于不锈钢片上，浸入到多元胺的水溶液中，浸泡时间为10-50s，取出后去除溶剂，再浸入到多元酰氯油相溶液中进行一次界面聚合反应，一次界面聚合反应时间为20-80s，取出后去除多余有机相溶液但不做任何热处理，聚砜支撑膜表面得到一层初生态膜；

2.二次界面聚合：

将一次界面聚合反应得到的初生态膜浸泡于含水通道蛋白的多元胺水相溶液中，使初生态膜上残留的未反应的多元酰氯单体和未参与交联的酰氯基团与含水通道蛋白的多元胺水相溶液中的多元胺单体发生二次界面聚合反应，二次界面聚合反应时间为20-100s；其中，所述含水通道蛋白的多元胺水相溶液的配制为：向多元胺水溶液中分别添加水通道蛋白囊泡、三乙胺、樟脑磺酸、表面活性剂，搅拌5-20min，得到含水通道蛋白的多元胺水相溶液；

3.后处理：

反应完成后的聚酰胺反渗透膜在50-80℃烘箱中烘干，浸入80-100℃热水中洗涤，再浸入5-12％甘油中，最后60-100℃下烘干得到含水通道蛋白的聚酰胺反渗透复合膜。

本发明对制备得到的反渗透膜进行如下性能测试：在25℃，70psi压力，500ppm氯化钠的水溶液的测试条件下，待反渗透膜稳定运行30min后测量膜的水通量和脱盐率。

在一些实施方式中，所述一次界面聚合反应所用的多元胺的水溶液中含有多元胺、三乙胺和樟脑磺酸，所述的多元胺选自间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、乙二胺、丙二胺、己二胺、二氨基甲苯、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪中的一种或多种，并在进一步的实施例中优选选自间苯二胺、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪中的一种或多种，所述多元胺的水溶液的浓度为0.5wt％-6wt％；所述三乙胺的浓度为0.1wt％-4wt％，所述樟脑磺酸的浓度为1wt％-8wt％。