[发明专利]一种高性能海水淡化反渗透膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能海水淡化反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：1)制备聚砜支撑层：称取重量比为16％～18％的聚砜树脂溶于N，N‑二甲基甲酰胺中，加入重量比为1.5％～3.0％的添加剂，于70℃下搅拌4h，配制成均匀分散的溶液；该溶液经过滤、真空脱气后，在高速狭缝喷涂机器上均匀涂布于无纺布上，湿膜厚度约150μm，之后马上浸入15℃～18℃纯水中凝胶固化成膜，得到聚砜支撑层；2)配制含胺水相溶液；3)配制酰氯油相溶液；4)制备海水淡化膜。本发明通过对聚砜支撑层的研究，使生成的聚砜层结构致密，孔隙分布均匀，使最终得到的膜片在长期高压运行条件下，性能比较好且稳定性较高。

技术领域

本发明涉及反渗透膜制备领域，更具体的说，尤其涉及一种高性能海水淡化反渗透膜的制备方法。

背景技术

长期以来，全球性淡水资源短缺一直是人类面临的一个难题，海水虽占世界水资源总量99％以下，但由于含有大量无机盐而无法直接使用。海水淡化技术，经半个多世纪的发展，已然成熟。主要的淡化方法有：多级闪蒸(MSF)技术、低温多效(LT-MDE)技术、反渗透(RO-SW)技术等。其中，前两种蒸馏方法能耗较高，逐步地丧失了经济效益。随着反渗透膜技术的不断完善与提高，并拥有耗能低、出水水质高、设备投资省、建设周期短、占地面积小、运行成本低等优点，越来越受到人们的重视，市场占有率迅猛提升。

我国海水淡化技术研究起步较晚，门坎高，国内市场基本被国外产品垄断，只有尽快形成技术突破，才能打破国外技术封锁。反渗透膜片多以复合型芳香聚酰胺结构为主，首先在无纺布基材上制备多孔聚砜支撑层，之后在其上进行界面聚合反应得到交联芳香聚酰胺功能层。目前国内对海水淡化反渗透膜技术方面的研究多关注于交联芳香聚酰胺的生成反应方面，包括各种单体、添加剂、极性溶剂等，以及膜片后处理方面研究，但对于聚砜支撑层的研究鲜有报道。而海水淡化膜应用条件苛刻，运行压力很高，如何让膜片能长期运行而性能保持稳定，支撑层的制备至关重要。同时因为膜片的稳定性能与聚砜支撑层的关系比较大，所以本发明的侧重点在于对聚砜支撑层的研究。

发明内容

本发明的目的在于解决现有膜片在高压运行下不稳定，而利用聚砜支撑层来解决膜片在高压运行下不稳定的研究较少的问题，提出了一种通过对制备的配方、工艺进行改进，从而生产出高性能海水淡化反渗透膜的制备方法，生产出的反渗透膜能够在长期运行的情况下保持性能稳定。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种高性能海水淡化反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚砜支撑层：称取重量比为16％～18％的聚砜树脂溶于N，N-二甲基甲酰胺中，加入重量比为1.5％～3.0％的添加剂，于70℃下搅拌4h，配制成均匀分散的溶液；该溶液经过滤、真空脱气后，在高速狭缝喷涂机器上均匀涂布于无纺布上，湿膜厚度约150μm，之后马上浸入15℃～18℃纯水中凝胶固化成膜，得到聚砜支撑层；

2)配置含胺水相溶液：将间苯二胺溶解于水中，其在水溶液中的重量浓度为3.5％，待其完全溶解后，再在该水溶液中加入占该水溶液重量1.5％的表面活性剂，搅拌均匀后加氢氧化钠调节溶液pH值在9～10之间，即得到含胺溶液；

3)配置酰氯油相溶液：将均苯三甲酰氯按照占总溶液重量0.4％的比例溶解在石脑油中，搅拌溶解后得到酰氯油相溶液；

4)制备海水淡化膜：首先将聚砜支撑层浸入多胺水相溶液，用橡胶辊除去表面多余的溶液后，经过一带有供热及抽风系统的封闭空间，控制其内部温度20℃～30℃，相对湿度50％～80％，使膜面的水份进一步挥发；再在其上面涂覆酰氯油相溶液，除去表面一部分酰氯油相溶液后，接着进入80℃～120℃烘箱中烘干，得到海水淡化反渗透膜。

进一步的，所述步骤1)中添加剂是聚乙烯吡咯烷酮PVP-K15或PVP-K30中的一种。

进一步的，所述步骤2)中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。