[发明专利]反渗透膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及分离膜领域，具体涉及一种反渗透膜及其制备方法和该反渗透膜在水处理过程中的应用。该反渗透膜包括相互贴合的支撑层和分离层，所述分离层为具有式(I)所示结构和式(II)所示结构的磺化聚醚砜交联得到的交联层；其中，R₁‑R₄各自独立地为H或C1‑C4的烷基，并且R₁‑R₄不同时为H；R₅‑R₈各自独立地为H或‑SO₃M，且R₅‑R₈不同时为H，M为碱金属。本发明通过使聚酰胺反渗透膜的分离层中的磺化聚醚砜交联后，得到的反渗透膜分离层的分子结构变得更加致密，因此反渗透膜的截盐率以及耐氯性都取得了显著提高。此外，本发明制备反渗透膜的方法简单，容易实现大规模生产。。

技术领域

本发明涉及分离膜领域，具体涉及一种反渗透膜及其制备方法和该反渗透膜在水处理过程中的应用。

背景技术

反渗透膜因具有对有机小分子和无机盐离子的良好分离性能、安全、环保、易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。迄今为止，反渗透膜的主要应用在于海水及苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理以及超纯水制备等领域。目前，市场上90％的反渗透膜是复合膜，即，由分离层和支撑层构成。其中，复合膜的制备方法主要有：稀溶液涂覆法、界面聚合法以及等离子体聚合法等。当前广泛用于水处理行业中的复合膜主要采取界面聚合的方式，例如，可以将聚酰胺薄膜复合到微孔支撑底膜表面。然而，聚酰胺的化学结构使该类复合膜的耐氯性能很弱，所有商用聚酰胺复合膜对游离氯的容许度几乎为零，从而增加了膜预处理成本及降低了其使用寿命。因此，提高膜的耐氯性能是当前反渗透膜研究的重要任务之一。

聚醚砜具有较好的耐酸、耐碱及耐氯性，在膜领域具有较好的应用前景。但是，由于其透水性较差，很难应用于纳滤及反渗透领域。将亲水基团，例如磺酸基，季胺基引入到聚醚砜分子结构中可以提高其亲水性，从而使亲水改性后的聚醚砜应用于纳滤及反渗透领域成为了可能。US4818387公开了一种磺化聚醚砜复合膜及其制备方法。测试结果表明，采用浸涂法制备的磺化聚醚砜复合膜具有非常好的耐氯、耐氧化性能。CN101721926A公开了一种磺化含二氮杂萘酮结构共聚芳醚砜复合膜及其制备方法，该类复合膜具有良好的分离性、透水性以及耐氯性。虽然磺化聚醚砜具有很好的耐氯性，但是其较低的截盐率阻止了其在反渗透领域的应用。因此，开发出一种既具有较高截盐率，又具有优异耐氯性的反渗透膜具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的聚酰胺反渗透膜的耐氯性较差的缺陷，而提供一种兼具优异的脱盐率、透水性和耐氯性能的反渗透膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的发明人经过深入研究后意外地发现，经紫外光辐照交联后，分离层的分子结构变得更加致密，从而显著提高了反渗透膜的截盐率，而且耐氯性也得到了大幅度改善。

本发明一方面提供一种反渗透膜，其中，所述反渗透膜包括相互贴合的支撑层和分离层，所述分离层为具有式(I)所示结构和式(II)所示结构的磺化聚醚砜交联得到的交联层；

其中，R₁-R₄各自独立地为H或C1-C4的烷基，且R₁-R₄不同时为H；R₅-R₈各自独立地为H或-SO₃M，且R₅-R₈不同时为H，M为碱金属。

本发明第二方面提供一种反渗透膜的制备方法，其中，该方法包括：在光引发剂的存在下，使具有式(I)所示结构和式(II)所示结构的磺化聚醚砜交联形成分离层；