[发明专利]一种结构优化的抗污染聚酰胺复合膜

说明书

本发明提供了一种结构优化的抗污染聚酰胺复合膜，所述聚酰胺复合膜按顺序依次包括多孔支撑层、聚酰胺分离层和聚酰胺功能层，所述聚酰胺功能层包含二氧化钛颗粒且具有比聚酰胺分离层更疏松的孔结构；所述的聚酰胺功能层是通过水相单体Ⅱ和包含钛酸四丁酯的有机相单体Ⅱ接触以同时发生界面聚合过程和钛酸四丁酯水解过程而获得，所述接触过程是在40～60℃恒温温度下静置10～20s完成。相对于现有技术，本发明提供了一种新式的聚酰胺复合膜，其利用疏松的聚酰胺功能层将二氧化钛固定在聚酰胺分离层表面，在提高膜通量的同时保证了二氧化钛的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种膜，具体涉及一种具有抗污染能力的聚酰胺复合膜。

背景技术

膜分离技术被誉为21世纪在过程工业中具有战略地位的新技术，已广泛应用于水资源、能源、生态环境、传统产业改造等领域中，在节能降耗、清洁生产和循环经济等方法发挥着重要作用。在膜分离技术中，膜材料则是膜分离技术的关键因素。

聚酰胺复合膜是本领域常见的海水淡化和水处理用的复合膜材料，相对于其他膜材料，聚酰胺复合膜具有较高的脱盐率和水通量，但是聚酰胺膜材料的抗污染能力较差限定了其应用范围。为改善其抗污染能力，研究者常在膜表面或膜内部杂化具有抗菌功能的无机颗粒，诸如二氧化钛、银等。其中二氧化钛因其成本低、易获取称为最常用的掺杂颗粒，CN102886207A专利文献中公开了将二氧化钛掺杂在有机相中界面成聚酰胺膜，但是二氧化钛容易团聚，且二氧化钛的加入破坏了聚酰胺分离层的完整与均一性，使得脱盐率不高；CN1401417 A专利文献中公开了制备好的聚酰胺膜浸渍于二氧化钛分散液中从而使二氧化钛掺杂于膜表面，但是二氧化钛颗粒与膜层结合力不够，容易在应用过程中脱落从而使得膜稳定性较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有优化结构的聚酰胺复合膜，其利用疏松的聚酰胺功能层将二氧化钛固定在聚酰胺分离层表面，在提高膜通量的同时保证了二氧化钛的稳定性。

具体的，本发明提供了一种结构优化的抗污染聚酰胺复合膜，其特征在于所述聚酰胺复合膜按顺序依次包括多孔支撑层、聚酰胺分离层和聚酰胺功能层，所述聚酰胺功能层包含二氧化钛颗粒且具有比聚酰胺分离层更疏松的孔结构，所述的聚酰胺功能层是通过水相单体Ⅱ和包含钛酸四丁酯的有机相单体Ⅱ接触以同时发生界面聚合过程和钛酸四丁酯水解过程而获得，所述接触过程是在40～60℃恒温温度下静置10～20s完成。

具体的，所述的聚酰胺分离层是水相单体Ⅰ和有机相单体Ⅰ界面聚合而成，且水相单体Ⅰ和有机相单体Ⅰ界面聚合是在常温下进行的。

具体的，复合膜在经过两次聚合后在5～10℃下进行低温真空干燥处理。

具体的，所述的水相单体Ⅰ为间苯二胺，有机相单体Ⅰ为均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯中的一种或多种。

具体的，所述的水相单体Ⅱ为哌嗪或乙二胺中一种或多种，有机相单体Ⅱ为间苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯的混合液。

具体的，所述的多孔支撑层为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯和聚丙烯腈中一种。

本发明还提供了制备上述结构优化的抗污染聚酰胺复合膜的方法，其特征在于包括以下步骤:

(1)将1～5wt％的水相单体Ⅰ与水混合并搅拌均匀获得水相单体Ⅰ溶液，并利用氢氧化钠调节pH为8～10；将1～3wt％的有机相单体Ⅰ与有机溶剂混合并搅拌均匀获得有机相单体Ⅰ溶液；

(2)将备用的多孔支撑膜放入水相单体Ⅰ溶液中浸泡30～120秒，取出后用橡胶辊滚压，去除多余的溶液；待溶液干后，与有机相单体Ⅰ溶液接触30～120秒形成聚酰胺分离层，并置于烘箱中40～60℃下干燥；