[发明专利]一种脱盐复合膜及其制备方法

说明书

本发明获得了一种抗污染性能优异，同时具有很高的截留率和通量的脱盐复合膜。本发明的脱盐复合膜包括超滤膜和超滤膜表面的活性层，所述活性层包括胺类单体、二/多元酰氯和环糊精的反应产物。本发明的经环糊精表面修饰的脱盐复合膜，相比未经环糊精表面修饰的脱盐复合膜，纯水通量提升10‑100％。本发明的脱盐复合膜表面发生有机污染和生物污染时，清洗后，通量回复率为95‑99％。

技术领域

本发明属于分离膜材料领域，具体涉及一种脱盐复合膜及其制备方法。

背景技术

目前绝大部分的商品脱盐膜——反渗透(RO)膜和纳滤(NF)膜，是表面活性层材料为聚酰胺(PA)的复合膜，由超滤(UF)膜为支撑层，通过界面聚合反应而制得。但是，PA脱盐复合膜表面较疏水、粗糙度较大，导致其通量不高、膜表面易发生生物和有机污染。

在提升PA脱盐复合膜的截留和抗污染性能的方法中，水相或油相的单体共混虽然可以有效地改善所制备PA脱盐复合膜的抗污染性能，但是单体的共混常会导致反应活性基团浓度的降低，影响界面聚合反应的进行，导致表面活性层聚合度降低、脱盐复合膜截留性能下降。近年来，采用表面改性和修饰的方法来提高脱盐复合膜的截留和抗污染性能引起越来越多的关注。在不影响脱盐复合膜表面活性层结构的情况下，表面修饰法仅对脱盐复合膜表面进行改性，通过提高脱盐复合膜表面的亲水性或改变其表面形貌来提升脱盐复合膜的抗污染性能，具有操作简单、可调控膜的截留性能、得到的脱盐复合膜分离效率较高、抗污染性能更强等优点。

表面修饰方法中，最重要的是筛选合适的改性剂，以调控膜的亲水性和表面形貌。环糊精(Cyclodextrins，CDs)是由几个葡萄糖单元组成的环状低聚糖，葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接在圆环形结构中，外侧上端(较大开口端)由C2和C3的仲羟基构成，下端(较小开口端)由C6的伯羟基构成，具有优良的亲水性。由于C-H键的屏蔽作用，在腔中形成疏水区。由于其具有亲水外表面和相对疏水腔的特殊结构，环糊精分子内部会形成了一个通道，使水更容易通过。

发明内容

为了解决聚酰胺脱盐复合膜存在的上述问题，本发明将环糊精应用于聚酰胺脱盐复合膜的表面修饰，获得了一种抗污染性能优异，同时具有很高的截留率和通量的聚酰胺脱盐复合膜。

具体而言，本发明提供一种聚酰胺脱盐复合膜，所述聚酰胺脱盐复合膜包括超滤膜和超滤膜表面的活性层，所述活性层包括胺类单体、二/多元酰氯和环糊精的反应产物。

在一个或多个实施方案中，所述胺类单体选自间苯二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、哌嗪、二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺、聚乙烯亚胺及其衍生物和带氨基的天然多糖及其水溶性衍生物。

在一个或多个实施方案中，所述二/多元酰氯选自均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯、邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯和1,4-环己二酰氯。

在一个或多个实施方案中，所述超滤膜的材质为无机材料或有机高分子材料。

在一个或多个实施方案中，所述聚酰胺脱盐复合膜的孔径为0.3-1.09nm。

本发明还提供一种制备聚酰胺脱盐复合膜的方法，包括以下步骤：

(1)使胺类单体的水相溶液与超滤膜接触，得到经水相溶液处理的超滤膜；

(2)使二/多元酰氯的油相溶液与步骤(1)得到的经水相溶液处理的超滤膜接触，得到经油相溶液处理的超滤膜；

(3)使步骤(2)得到的经油相溶液处理的超滤膜与环糊精的水溶液接触，进行反应；和

(4)对经过步骤(3)反应后的膜进行热处理，得到聚酰胺脱盐复合膜。

在一个或多个实施方案中，所述方法具有以下一项或多项特征：