[发明专利]一种多层反渗透复合膜

说明书

本发明公开了一种多层反渗透复合膜，所述反渗透复合膜具有光引发聚合物保护层，包括起支撑作用的基础层、过渡层、分离层和保护层，所述过渡层位于所述基础层上，所述分离层位于所述过渡层上，所述保护层位于所述分离层上，所述保护层为由光引发聚合反应形成的三维网络结构。本发明提供的多层反渗透复合膜，在复合膜表面通过光引发聚合反应形成三维网状结构的保护层，在满足多层反渗透复合膜脱盐率和通量的条件下，不仅可有效保护复合膜分离层不受外界损伤和磨损，大幅提升了复合膜的使用寿命，还可有效提高复合膜的抗污染性能。

技术领域

本发明属于膜科学技术领域，具体涉及一种多层反渗透复合膜。

背景技术

自从1981年聚酰胺类反渗透复合膜问世以来，聚酰胺化学就成为反渗透复合膜的标志性化学组成。尽管第一个关于聚酰胺反渗透膜的专利早已过了保护期，但是，迄今为止，以聚酰胺为核心的反渗透复合膜仍然是主流产品,关于如何在此基础上进行改进的研究仍十分活跃。

Koehler等在2017年3月21日发布的美国专利US Pat.No.9597642B2中描述了以聚酰胺为基础的含有非金属添加剂的反渗透复合膜。该专利系统地描述了非金属添加剂对聚酰胺反渗透复合膜性能的影响，在通量方面有所改善。但在截留率方面没有任何改善，反而低于纯的聚酰胺反渗透膜。

Roy等在2018年2月20日发布的美国专利US Pat.No.9895666报道了在两个1，3，5-苯三甲酰氯单元之间引入具有苯磺酸基、羧基、双键等官能团来改善聚酰胺反渗透膜的性能，但所得到的结果没有达到预期的效果；美国Tomlinson等在2017年4月11日发布的美国专利US Pat.No.9616392中报道了企图用在聚酰胺反渗透膜表面引入偶氮苯和间位酰胺基苯酚来用来改进膜的分离性能，但事与愿违，实际得到还不如目前市场上主流的反渗透膜性能好；Na等在2017年2月28日发布的美国专利US Pat.No.9579608中报道了在聚酰胺反渗透膜表面引入多元氨基功能化的线性高分子，其侧链带季铵盐、磺酸基和同时代有正电荷和负电荷的侧链，试图来改进聚酰胺反渗透膜的分离特性，但结果不尽人意。Gleason等在2017年3月21日发布的美国专利US Pat.No.9598598中报道了用含有两性离子的接枝聚合物来修饰聚酰胺复合膜，发现在对膜的抗微生物污染有所改进，但在通量和截留率方面没有任何改进；Niu等在2017年5月2日发布的美国专利US Pat.No.9636643中报道了用具有氨基保护基团的单体与均苯三甲酰氯界面聚合形成聚酰胺类反渗透复合膜。发现采用保护基团可以使用不同类型的氨基化合物作为聚合单体，虽然相较没有保护的间苯二胺单体，在化学方面有所不同，但对膜性能方面没有任何改进。

在反渗透膜规模化生产的过程中,经界面聚合所得到的聚酰胺分离层是十分脆弱的,在膜组件的制备过程中,要把较坚硬的导流网放在较软的膜中间,难免对膜表面有不同程度的划伤, 从而导致脱盐率下降。在使用过程中，流体中的颗粒物杂质也会对膜表面造成机械损伤和磨损。传统的办法是在室温下用聚乙烯醇水溶液涂在聚酰胺分离层表面，在高温下烘干固化，不仅导致了透过膜的水通量大幅度下降,而且随着时间的推移聚乙烯醇保护层逐渐流失,因为聚乙烯醇保护层是没有化学交联的，这些问题亟待解决。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种反渗透复合膜及其制备方法，可有效防止反渗透复合膜被流体中的较硬物质损伤或磨损，大幅增加了反渗透复合膜的使用寿命，同时具有较好的脱盐率和水通量。

本发明提供一种多层反渗透复合膜，所述反渗透复合膜具有光引发聚合物保护层，包括基础层、过渡层、分离层和保护层，所述过渡层位于所述基础层上，所述分离层位于所述过渡层上，所述保护层位于所述分离层上，所述保护层为由光引发聚合反应形成的三维网络结构，且包括如下所示的交联结构：

进一步地，所述保护层还包含如下三基交联结构：