[发明专利]一种改性耐污染杂化反渗透膜的制备方法

说明书

本发明属于反渗透复合膜技术领域，尤其涉及一种改性耐污染杂化反渗透膜的制备方法，本发明通过引入氧化石墨烯纳米颗粒、纳米Ag、纳米SiO₂组合无机纳米颗粒，并采用复合有机溶剂溶解组合无机纳米颗粒，发现本发明使得无机纳米材料能在聚合物膜基体中有较好的分散性和无机纳米颗粒与聚合物两相之间有较好的相容性。杂化聚酰胺功能层再通过化学反应接枝上亲水性NH₂‑PEG‑OH分子链，改善了膜的亲水性，使得制备的复合膜，其抗菌、耐污染、热稳定性方面的性能更为优异，在工业水处理应用中具有很大的前景。

技术领域

本发明属于反渗透复合膜技术领域，尤其涉及一种改性耐污染杂化反渗透膜的制备方法。

背景技术

水资源匮乏、水体污染严峻是当今人类面临的重大问题之一。反渗透膜分离技术由于其操作简单、无需化学添加剂、能耗低、容易规模化等优势，被广泛使用在废水处理、海水淡化、饮用水净化等领域。目前，聚酰胺反渗透膜在反渗透膜应用中占据主导地位。但聚酰胺反渗透膜由于抗氧化、耐污染性能低极大地限制了聚酰胺反渗透膜在工业应用上的发展。

膜污染主要包含无机污染、有机污染、胶体污染、生物污染等。反渗透膜污染过程的本质是在长期运行中污染物与膜表面以及污染物与污染物之间的相互作用过程。膜污染的主要自身因素有膜表面的亲水性、膜表面荷电性、膜表面粗糙度等。

近年来，随着渗透膜在水处理领域的广泛应用，对膜的性能如渗透性、抗污染性、化学及热稳定性等也提出了更高的要求，传统的膜材料越来越难以满足实际应用的需求。

发明内容

本发明旨在开发一种具备良好耐污染性能的反渗透膜制备技术，提供一种改性耐污染杂化反渗透膜的制备方法。极大地提升了聚酰胺反渗透膜对有机、生物污染等的耐受能力，在地表河水、牛血清蛋白处理后仍能保持较高的脱盐率和水通量。

具体是通过以下技术方案来实现的：

一种改性耐污染杂化反渗透膜的制备方法，包括多孔支撑层、杂化聚酰胺功能层和表面接枝改性层，在多孔支撑层上通过界面聚合生成一层杂化聚酰胺层，在杂化聚酰胺层接枝改性层，所述多孔支撑层由聚合物溶液经液-固相转化法制备而成；所述杂化聚酰胺层由间苯二胺水相溶液和含有无机纳米颗粒的均苯三甲酰氯有机相溶液在多孔支撑层上经界面聚合反应而形成；所述表面接枝改性层由杂化聚酰胺复合膜在NH₂-PEG-OH溶液中接枝反应形成。

进一步，所述聚合物溶液为聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚醋酸纤维其中之一配制的溶液。

进一步，所述聚合物溶液，其质量分数为15-21％，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

进一步，所述无机纳米颗粒为氧化石墨烯纳米颗粒、纳米Ag、纳米SiO₂、按照质量比2-4:0.6-1.0:0.1-0.2混合而成。

进一步，所述的无机纳米颗粒的质量分数为0.001-5％。

进一步，所述无机纳米颗粒通过超声均匀分散在有机相溶液中。

进一步，所述的有机溶剂为正己烷、石油醚、庚烷、Isopar-L按照体积比0.5-1.2:3-5:1-2:3.4-4混合而成。

进一步，所述NH₂-PEG-OH溶液为含5-10wt％的水相溶液。

进一步，所述NH₂-PEG-OH为分子量350Da的氨基聚乙二醇羟基(NH₂-PEG-OH)。

进一步，所述的改性耐污染杂化反渗透膜的制备方法，具体包括以下步骤：