[发明专利]高通量可透过的反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了具有高通量的高渗透性反渗透(RO)膜及其制备方法，该反渗透膜包含具有嵌入的氧化石墨烯颗粒的聚酰胺层。

背景技术

清洁饮用水对于人类健康是重要的，因为未清洁的水可包含细菌，病毒和对人类有害的重金属。然而，由于人口的增长和工业的发展，正在产生大量的废物或被污染的水，这使环境恶化并威胁人们的健康。

在许多国家，政府提供的饮用水质量受到损害，公民需要依靠额外的过滤技术。RO(反渗透)技术由于其在去除几乎所有水中的盐和污染物方面的独特优势，在许多水处理领域中起主导作用。

因此，重要的是开发用于住宅水净化的超低压力RO膜，其可与商业RO膜具有竞争性，或甚至优于商业RO膜。

通常，用于住宅/商业水净化器的成功超低压力RO膜应满足水通量为3.6-7.0LMH@1bar并且抑制大于95％的此类要求。虽然许多现有超低压力RO膜产品使用薄但有选择的PA(聚酰胺)层来制备，但仍需要开发出能够满足或超过上述水通量参数的超低压力RO膜。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供反渗透膜。反渗透膜包括其上具有聚酰胺材料的微孔膜，聚酰胺材料包含氧化石墨烯，并且反渗透膜具有6.0至8.0L/m²/小时/巴(LMH/巴)的水通量。

意料不到且有利地是，由于聚酰胺材料中存在氧化石墨烯，本发明的膜的一些实施方案具有特别高的水通量和排斥率。已令人惊奇地发现，根据本文所述的方法制备的反渗透膜的一些实施方案能够获得比一些最佳可商购获得的反渗透膜大的水通量。

附图说明

附图通常以举例的方式而非限制性的方式示出本发明的各种实施方案。

图1为根据各种实施方案的多孔UF(超细)膜基底的横截面的SEM(扫描电镜)图像。

图2为根据各种实施方案的RO膜的表面的SEM图像。

图3为根据各种实施方案的石墨烯氧化物(GO)的化学结构。

图4为传统RO膜与根据各种实施方案的GO嵌入的RO膜的结构。

具体实施方式

现在将详细地参考所公开主题的特定实施方案，实施方案的示例部分地示于附图中。虽然所公开主题将结合所枚举的权利要求进行描述，应当理解例示的主题并非旨在对所公开主题的权利要求构成限制。

在整个文档中，以范围形式表示的数值应以灵活的方式理解为不仅包括作为范围界限明确列举的数值，还包括该范围内所涵盖的所有单个数值或子范围，就如同各数值和子范围明确地表示出来。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应理解为不只是包括约0.1％至约5％，而且还包括指定范围内的单个数值(例如，1％、2％、3％和4％)以及子范围(例如，0.1％至0.5％，1.1％至2.2％，3.3％至4.4％)。除非另外指明，语句“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，语句“约X、Y、或约Z”具有与“约X、约Y、或约Z”相同的含义。

在该文档中，除非上下文另外明确指明，术语“一个”、“一种”或“所述”用于包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，术语“或”用于指非排他性的“或”。陈述“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”具有与“A、B或A与B”相同的含义。此外，应当理解，除非另外规定，否则本文中使用的措辞或术语是仅用于说明目的而不是限制性的。任何使用章节标题的目的都是为了帮助阅读本文档，而不是将其解释为限制性的，与章节标题相关的信息可在该特定章节内或外部出现。