[发明专利]抗污染反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明涉及抗污染反渗透膜，其通过聚砜基膜上先后涂敷水相和油相反应单体溶液而发生界面聚合反应从而生成具有扁平结构的脱盐层而制成，水相反应单体溶液按重量百分比组成：水相反应单体1～5％，催化剂0.1～8％，表面活性剂0～0.2％，调节剂0～10％，其余为水；油相反应单体溶液按重量百分比组成：油相反应单体0.1～1％，小分子添加剂0～5％，其余为油相溶剂。本发明还涉及抗污染反渗透膜制备方法，包括步骤：1)配制水相反应单体溶液；2)配制油相反应单体溶液；3)聚砜基膜表面上先后涂敷水相和油相反应单体溶液；4)将步骤3)获得的半成品置入30～100℃的环境中蒸发。本发明的膜具有扁平结构脱盐层，微观结构更光滑不易被污染，衰减量降低，易清洗且洗后产水量恢复率显著提高。

技术领域

本发明涉及反渗透膜技术领域，尤其涉及抗污染反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是一种近乎无孔的半透膜，几乎可以分离出水中的一切物质而仅允许水分子通过。因此，反渗透膜被广泛应用于水的净化处理，反渗透技术成为水处理技术中不可或缺的核心技术。

反渗透膜去除水中溶质的过程属于过滤分离过程，通常为错流过滤。如图1所示，原水(待处理水)在平行于膜面100的驱动力的推动下沿膜面平行流动，在垂直于膜面100的压力作用下部分水分子透过膜面100成为纯水，而水中的溶质(即污染物)则无法透过膜而被截留。截留下的溶质被平行流动的原水带走一部分，另一部分积累在膜面100上逐渐形成污染层，如图2所示，从而阻碍水的透过，造成反渗透膜分离性能的污染衰减。

反渗透膜分离性能的污染衰减是反渗透膜应用中迫切需要克服的一个问题，因为它们严重影响到了反渗透膜的使用寿命。

制备抗污染膜是当今反渗透膜制备的研究重点，大部分专利文献通过接枝改性、表面涂敷亲水涂层等技术方案提高膜的抗污染性能。然而，这些方法还需要对制备好的反渗透膜进行再加工，操作相对繁琐。

发明内容

为克服上述缺陷，发明人通过大量的前期研究和实验并对比大量反渗透膜表面结构，研究发现膜面结构相对扁平的结构不易积累污染层，或者积累的污染层更易被水流冲走，具有扁平表面结构的反渗透膜运行更加稳定，污染衰减相对更低，因此，本发明提出一种具有扁平表面结构的抗污染反渗透膜及其制备方法将是有利的。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种抗污染反渗透膜，其特点在于通过在聚砜基膜上先后涂敷水相反应单体溶液和油相反应单体溶液而发生界面聚合反应从而生成具有扁平结构的脱盐层而制成，其中，

水相反应单体溶液按重量百分比的组成是：水相反应单体1～5％，催化剂0.1～8％，表面活性剂0～0.2％，调节剂0～10％，其余为水；

油相反应单体溶液按重量百分比的组成是：油相反应单体0.1～ 1％，小分子添加剂0～5％，其余为油相溶剂。

进一步，上述水相反应单体是芳香族、脂肪族或脂环族多元胺的一种或几种，如间苯二胺、对苯二胺、1,3,6-苯三胺、4-氯-1,3-苯二胺、6-氯-1,3-苯二胺、3-氯-1,4-苯二胺、三乙胺、哌嗪等。

水相反应单体是参与界面聚合酰胺反应的主要反应物，水相反应单体浓度影响酰胺反应程度和脱盐层厚度。单体浓度小于1％，不足以在界面聚合时形成完整的脱盐层，影响反渗透膜的脱盐率；而高于5％的质量浓度的水相反应单体会形成过厚的脱盐层，表面结构会比较粗糙，影响反渗透膜应用时水的透过。

又进一步，上述催化剂是氢离子吸收剂或酰胺反应催化剂，在脱盐层合成时消耗反应生成的卤化氢，促进界面聚合反应进程，其包括但不限于氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、樟脑磺酸等中的一种或几种；

根据添加不同催化剂物质，调节催化剂浓度。当催化剂浓度小于 0.1％时，酰胺化反应程低，脱盐层偏薄，通常不能获得理想的脱盐率；浓度大于8％时，酰胺化反应过快，脱盐层结构容易出现不均匀。