[发明专利]一种抗污染复合反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗污染复合反渗透膜及其制备方法。所述复合反渗透膜包括聚酰胺反渗透膜和位于聚酰胺反渗透膜表面的防污层，所述防污层包括单宁酸和聚乙烯醇。所述方法包括使聚酰胺反渗透膜与涂层溶液接触，所述涂层溶液为含单宁酸和聚乙烯醇的水溶液。本发明通过一步法将涂层溶液涂敷于聚酰胺反渗透膜表面，工序简单，工业化可操作性强。本发明的抗污染复合反渗透膜通量高、选择性好、抗污染性强、寿命长，外观表现为亲水光滑表面，有利于膜片后期卷制组件。

技术领域

本发明属于反渗透膜领域，涉及一种抗污染复合反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜技术在饮用水、海水淡化、工业水处理、废水处理及回用领域得到广泛应用，并取得显著的社会和经济效益。其中，界面聚合法制备的芳香聚酰胺复合膜是反渗透膜技术最常用的膜材料。对于芳香聚酰胺复合膜而言，在不损害其产能、脱盐率的情况下，如何提升其长期使用寿命是控制反渗透运行成本的关键课题。

目前，工业上最常用制备抗污染反渗透膜的方法一般是通过表面涂敷的方法将亲水性聚合物引入到聚酰胺复合膜表面，这种方法操作简单，既能提高膜表面的亲水性，同时改善膜表面的光滑性，大大提升了反渗透膜的抗污染性能，降低其清洗频率和运行成本，成为产业化抗污染反渗透膜最主要的制备方法。综合经济及材料特性等因素，聚乙烯醇成为首选的亲水性聚合物材料。

虽然相较于聚乙烯吡咯烷酮、低分子量的聚乙二醇等，聚乙烯醇常温下的水溶性稍弱些，但在反渗透高压运行过程中，随着反渗透膜工作环境温度的升高，膜表面涂敷的聚乙烯醇依然存在缓慢流失的隐患。因此，如何加固表面涂层与芳香聚酰胺膜间粘结力成为发展的方向之一。现有技术常用戊二醛等进行交联反应，但这种方法对反渗透膜的渗透通量影响比较明显。

因此，本领域需要一种防污层与聚酰胺层结合牢固、抗污染性能优异、通量高和脱盐率高的抗污染反渗透膜及其制备方法。

发明内容

针对现有的反渗透膜表面改性技术中多步、耗时等影响产业化的关键问题，本发明提出将含单宁酸与聚乙烯醇的水溶液作为涂层溶液，可采用一步法涂施于聚酰胺反渗透膜表面，行程短，且工序简单易工业化操作。本发明利用单宁酸使复合反渗透膜的聚酰胺层与聚乙烯醇层之间形成强的粘结力，又利用单宁酸中的具有反应活性的酚羟基消耗掉聚酰胺层残余的端胺基或羧基，使得反渗透膜具有更稳定的化学结构，整体提升了反渗透膜的抗污染性能。本发明中，涂层溶液是以聚乙烯醇为主、单宁酸为辅配制的水溶液，为均相溶液，用此涂层溶液制备得到的抗污染聚酰胺复合反渗透膜，外观表现为亲水光滑表面，有利于膜片后期卷制组件。

具体而言，本发明提供一种抗污染的复合反渗透膜，所述复合反渗透膜包括聚酰胺反渗透膜和位于聚酰胺反渗透膜表面的防污层，所述防污层包括质量比为(5-500)：1的聚乙烯醇和单宁酸。

在一个或多个实施方案中，所述防污层中，聚乙烯醇和单宁酸的质量比为(8-200)：1，优选为(15-100)：1。

在一个或多个实施方案中，所述聚乙烯醇的聚合度为100-4000。

在一个或多个实施方案中，所述复合反渗透膜的表面化学结构中，C/O比为(63±5)/(37±5)、优选为60/40到63.5/36.5，所述复合反渗透膜表面不含氮。

在一个或多个实施方案中，所述聚酰胺反渗透膜包括由多元胺和多元酰氯反应形成的聚酰胺分离层。

在一个或多个实施方案中，所述多元胺选自间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、哌嗪、二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺、1,3,5-三氨基苯、1,2,4-三氨基苯、3,5-二氨基安息香酸、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、阿米酚、二甲苯二胺、亚乙基二胺、亚丙基二胺、三(2-氨基乙基)胺、1,3-二氨基环己烷、1,2-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、2,5-二甲基哌嗪、4-氨基甲基哌嗪、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中的一种或多种，优选为间苯二胺。