CN104474926B - 一种聚酰胺反渗透膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反渗透膜的制备方法,更具体而言涉及一种漂洗处理极为便捷的高脱盐率、高通量反渗透膜及其制备方法。本发明是在多孔性聚砜支撑层上有一层功能性致密复合层,功能性致密复合层是由使用含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液,与含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液在多孔性聚砜支撑层表面缩聚而成。本发明的优点是所需的漂洗处理工艺温和、简单、高效,漂洗后膜内未反应胺残留总量低,易实现产业化连续快速制备的聚酰胺反渗透膜制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种反渗透膜的制备方法,更具体而言涉及一种漂洗处理极为便捷的高脱盐率、高通量反渗透膜及其制备方法。
背景技术
反渗透膜是过滤膜的一种,具备能使水分子透过,而离子、盐分子等水以外的不纯物不能透过的特殊性质。其膜孔径大小在2纳米以下较纳滤膜、超滤膜的膜孔更小。因其具有较高的产水能耗比等突出的优点,已在海水淡化、苦咸水淡化、废水处理、医药行业被广泛应用。随着世界人口的增加以及经济发展,水的需要量也在快速增加,加之地球温暖化等因素对水循环也产生较大的影响,全球水资源不足这一问题正日益困扰着世界各国,海水淡化反渗透膜技术也是解决该世界性难题的有效手段,据统计2007年至今以制造面积单位为基准计算全球的反渗透膜在海水淡化中的应用占据绝大多数。
在实际海水脱盐淡水化过程中,因海水原液不断被浓缩分离,其原液中的盐浓度会不断上升,随之其产生的渗透压也会不断上升,根据计算可得若在海水淡化过程中,海水原液浓度逐渐上升至其原始浓度的2倍,所施加的驱动压力需要近6MPa左右才能不断取得可利用的淡水。因此根据海水淡化反渗透膜应用环境这一特点从产水能耗方面综合考虑,海水淡化膜在保证其脱盐性能与较高的产水通量的基础上,如何进一步降低其必须的驱动压力是关键。从产水水质稳定性方面综合考虑,海水淡化膜如何在一定且不断上升的海水原液浓度区间内,保证其稳定的脱盐性能与较高的产水通量是关键。对此,众多国内外的学者通过反渗透膜表面改性、反渗透聚酰胺复合膜层内共混纳米无机颗粒、聚砜支撑层材料改性等方面做了大量的研究和科学探索。
里查德·弗·弗比格等人使用含有羧酸基和任意选择的侧羟基或酰胺部分的聚合物处理反渗透膜,提高了反渗透膜的盐截留率或水流通量(公开专利号CN1031482A)
具滋永等人使用含有包含至少一个碘原子的化合物的水溶液处理聚酰胺层,提高了聚酰胺层的硼脱除率,在压力800psi、25℃、pH为8、32000ppm的NaCl和5ppm硼的模拟海水溶液测试条件下,其NaCl脱除率为99.6-99.8%,产水通量为8.9-15.2gfd。(授权专利号CN101053787B)
郑胜杓等人使用包含含有两种或更多种具有不同溶解度参数值的溶剂的混合溶剂的溶液涂布至多孔支撑层的表面,形成聚砜层,在所述聚砜层上形成聚酰胺活性层。其在25℃、800psi、4.5L/min的流速、32000ppmNaCl水溶液进水测试条件下,膜性能达到NaCl脱除率为97.1-98.4%,产水通量30.5-47.3gfd。并对聚砜支撑层表面的孔径大小、孔数量进行了说明,孔总数量为12500-12907个(1.27um×0.83um面积区域),直径大于40nm以上的孔数量为26-58个(1.27um×0.83um面积区域),直径大于40nm以上的孔所占全部孔的比率为0.20-0.45%(1.27um×0.83um面积区域)(公开专利号CN103648622A)
目前反渗透膜的常规制备方法一般是通过在无纺布材料表面涂布多孔性聚砜支撑层,在多孔性聚砜支撑层表面通过界面缩聚反应生成聚酰胺反渗透层。在聚酰胺反渗透膜制备过程中,因水相间苯二胺溶液的在无纺布、多孔性聚砜支撑层以及聚酰胺反渗透膜层内的过剩残留,需要对所制备的聚酰胺反渗透膜进行漂洗处理,若漂洗不充分会导致所制备的反渗透膜元件产品发黑变色变质,最终导致膜元件产品性能的大幅度下降。尤其是在海水淡化膜片及其元件制造过程中间苯二胺等多元胺类物质的使用量较大,更易造成上述瑕疵。
对于反渗透聚酰胺漂洗处理,一般采用40-90℃的温热水漂洗处理或强酸强碱漂洗处理。温热水漂洗处理易造成聚砜支撑层有效孔的闭塞,导致膜产水通量的降低,且其生产线运行能耗较高。强酸强碱漂洗处理对设备耐腐蚀要求较高,对生产线作业环境影响较大,易对操作人员身体造成较大的伤害。
因此,需要研究一种具有高脱盐率、高产水通量性能,且其生产制备过程中的漂洗处理工艺温和、简单、高效,漂洗后膜内未反应胺残留总量低,易实现产业化连续快速制备的聚酰胺反渗透膜制备方法。
发明内容
本公开内容的目的在于提供了一种漂洗处理极为便捷的高脱盐率、高产水通量聚酰胺反渗透膜制备方法,以及由该方法制备的聚酰胺反渗透膜,所述的聚酰胺反渗透膜具有较高的脱盐率和产水通量的同时,其制备过程中的后漂洗工艺温和、简单、高效,漂洗后膜内未反应胺残留总量小于100ppm,易实现产业化连续快速制备。
本发明是通过下述技术方案加以实现的,一种漂洗处理极为便捷的高脱盐率、高产水通量聚酰胺反渗透膜制备方法,其特征在于,该聚酰胺反渗透膜是使用含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水相溶液,与含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液在多孔性聚砜支撑层材料表面,通过界面聚合制备而得。带有一个或多个羟基的有机酸,其结构式为式1所示。
式1
一种聚酰胺反渗透膜的制备方法,其特征在于,在多孔性聚砜支撑层上有一层功能性致密复合层,功能性致密复合层是由使用含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液,与含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液在多孔性聚砜支撑层表面缩聚而成;
其中的添加剂是指磷酸三丁脂、三苯基膦、异丙醇铝、丙酮、乙酰丙酮、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钌(III)、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铬、或乙酰丙酮镓中的一种或几种以上的组合,添加剂在均苯三甲酰氯中的质量百分比为0.005-2%;均苯三甲酰氯在有机溶剂溶液中的质量百分比为0.05-3.0%;
所述的缓冲盐体系是带有一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱的混合溶液,其中,所采用的带有一个或多个羟基的有机酸为乳酸、D-苹果酸、L-苹果酸、DL-苹果酸、柠檬酸、酒石酸、或其水合物中的一种或者二种以上的组合;所采用的有机碱为三乙胺、三甲胺、或二乙胺中的一种或二种以上的组合;
所采用的有机溶剂为isoparM、isoparH、isoparL、isoparE、isoparG、或正己烷中的一种或二种以上的组合;
所述的多孔性聚砜支撑膜表面孔径平均值在10-30nm之间,偏差值≤1.8;多孔性聚砜支撑层表面单位面积的孔数在200-600个/um2之间,且多孔性聚砜支撑层在0.1MPa测试压力下,其纯水通量为100-300L/m2/h之间;
所述的带有一个或多个羟基的有机酸在间苯二胺水溶液中的质量百分比为0.1-5%;质量百分比为1.5-2.5%时更佳;
所述的有机碱在间苯二胺水溶液中的质量百分比为0.1-5%;质量百分比为1.1-1.5%时更佳;
所述的间苯二胺水溶液中的间苯二胺的质量百分比为0.1-7%。
作为优选,上述制备方法中所述的多孔性聚砜支撑膜表面孔径平均值在20-25nm之间、偏差值≤1.3;多孔性聚砜支撑层表面单位面积的孔数在400-500个/um2之间;且多孔性聚砜支撑层在0.1MPa测试压力下,其纯水通量为200-250L/m2/h之间,多孔性聚砜支撑层与无纺布叠加厚度为120-170um之间,聚酰胺反渗透复合层厚度为80-250nm之间。
作为优选,上述制备方法中所述的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液的调制方法为,先将含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物加入到纯水中,使其充分溶解调制成pH为1.9-2.5之间的酸溶液;而后加入对应有机碱充分混合调制成pH为2.0-6.0之间的缓冲溶液,最后加入间苯二胺充分混合调制成pH为4.5-7.2之间的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液。
作为优选,上述制备方法中所述的含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液的调制方法为,先将所定量的均苯三甲酰氯加入到有机溶剂中,使用加热或超声搅拌使其充分溶解调制成所定量的均苯三甲酰氯有机溶剂溶液;而后加入的添加剂使用超声或加热搅拌充分混合调制成含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液。
作为优选,上述制备方法中,所述方法具体包括下列步骤:
(A)将涂布有多孔性聚砜材料的无纺布支撑层材料浸润到含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液;
(B)使用氮气气刀除去多孔性聚砜材料表面与无纺布表面过剩的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液,在多孔性聚砜支撑层材料表面形成水溶液层;
(C)将所述的水溶液层与所述的含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液接触,通过界面聚合,在所述的多孔性聚砜材料表面生成聚酰胺层,使用氮气气刀吹除过剩有机溶剂溶液;
(D)通过烘箱后处理干燥步骤(C)的产物;
(E)通过25℃纯水漂洗;
(F)通过25℃、pH为11-13的碱溶液中和处理后,制备得到聚酰胺反渗透膜。
在步骤(E)和(F)中通过25℃纯水漂洗、pH为11-13的碱溶液中和处理后,其无纺布、聚砜支撑膜、聚酰胺复合膜内未反应残留胺单体含量总和小于100ppm。所述的pH为11-13的碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、或磷酸氢二钠中的一种或二种以上组合形成的溶液。
作为优选,上述制备方法中所述的聚酰胺反渗透膜形态为平板膜、中空纤维膜。
在本发明中,膜孔径过小或过大对其上复合膜的形成有很大影响,膜孔径过小妨碍水相溶液的充分浸入,有效分离孔内所生成的聚酰胺复合膜过薄易造成缺陷,且因表层聚酰胺厚度过大产水通量也较小。膜孔径偏大则易导致有效分离孔内所生成的聚酰胺复合膜过厚影响产水通量,膜孔径过大则其上生成的聚酰胺复合膜整体结构易造成缺陷。
使用去离子水冲洗膜面,并使用氮气气刀吹扫膜片沾留液体。水相溶液的配置:先将含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物加入到纯水中,使其充分溶解调制成pH为1.9-2.5之间的酸溶液;而后加入对应有机碱充分混合调制成pH为2.0-6.0之间的缓冲溶液,最后加入间苯二胺充分混合调制成pH为4.5-7.2之间的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液。将多孔聚砜支撑层材料浸没到上述水相溶液,0.5-1min后,移除溶液,使用氮气气刀吹扫多孔聚砜支撑层侧与无纺布表层侧残留水溶液至干燥,在多孔性聚砜支撑层材料表面形成水溶液层。有机溶剂溶液的配置:先将质量百分比浓度为0.05-3.0%之间的均苯三甲酰氯加入到有机溶剂中,使用加热或超声搅拌使其充分溶解调制成所定量的均苯三甲酰氯有机溶剂溶液;而后加入质量百分比浓度为0.005-2%之间的添加剂使用超声或加热搅拌充分混合调制成含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液。使用涂布头将该有机溶剂溶液均匀的涂布在含有水溶液层的多孔性聚砜支撑层材料表面上,界面聚合反应20-50s后,氮气气刀吹扫膜表面移除过量有机溶剂溶液,于80-95℃下热处理3-6min,在多孔性聚砜材料表面生成聚酰胺层。
将步骤1得到的表面含有聚酰胺层的多孔性聚砜材料通过25℃纯水漂洗,而后通过25℃、pH为11-13的碱溶液中和处理后,得到无纺布、聚砜支撑膜、聚酰胺复合膜内未反应残留胺单体含量总和小于100ppm的聚酰胺反渗透膜。
有益效果
本发明所需的漂洗处理工艺温和、简单、高效,漂洗后膜内未反应胺残留总量低,易实现产业化连续快速制备的聚酰胺反渗透膜制备方法。制备得到的聚酰胺反渗透膜在800psi、25℃、1GPM、32000ppmNaCl模拟海水溶液测试条件下,NaCl脱除率≥99.8%,产水通量≥35GPM,具备高脱盐率、高产水通量性能。
附图说明
图1为显示了本发明的制备工艺流程图
图2通过电子显微镜分析对比例1所使用的多孔性聚砜支撑膜的表面构造
图3通过电子显微镜分析对比例2所使用的多孔性聚砜支撑膜的表面构造
图4通过电子显微镜分析对比例3所使用的多孔性聚砜支撑膜的表面构造
图5通过电子显微镜分析实施例1聚酰胺反渗透膜的表面构造
图6为实施例1-11在不同漂洗条件下膜内未反应残留胺总量分析结果示意图
其中:○是指25℃纯水漂洗4min,25℃质量百分比1%的NaOH水溶液中和处理2min;
●是指25℃纯水漂洗2min,25℃质量百分比1%的NaOH水溶液中和处理2min;
■是指25℃纯水漂洗4min
具体实施方式
下面对本发明的实施作具体说明:
对比例1
使用表面孔径平均值范围在40-50nm之间,偏差值为1.52,0.1MPa测试压力下,其纯水通量为312L/m2/h的多孔性聚砜支撑膜。使用去离子水冲洗膜面,并使用氮气气刀吹扫膜片沾留液体。水相溶液的配置:先将质量百分比浓度为3.2%的柠檬酸加入到纯水中,使其充分溶解调制成pH为2.0的酸溶液;而后加入10ml/L三乙胺充分混合调制成pH为3.1的缓冲溶液,最后加入质量百分比浓度4.8%的间苯二胺充分混合调制成pH为5.2的间苯二胺水溶液。将多孔聚砜支撑层材料浸没到上述水相溶液,0.5min后,移除溶液,使用氮气气刀吹扫多孔聚砜支撑层侧与无纺布表层侧残留水溶液至干燥,在多孔性聚砜支撑层材料表面形成水溶液层。有机溶剂溶液的配置:先将质量百分比浓度为0.1%的均苯三甲酰氯加入到isoparG有机溶剂中,使用加热或超声搅拌使其充分溶解调制成所定量的均苯三甲酰氯有机溶剂溶液;而后加入质量百分比浓度为0.07%磷酸三丁脂,使用超声或加热搅拌充分混合调制成有机溶剂溶液。使用涂布头将该有机溶剂溶液均匀的涂布在含有水溶液层的多孔性聚砜支撑层材料表面上,界面聚合反应30s后,使用氮气气刀吹除膜表面过量有机溶剂溶液,于95℃下热处理3min,在多孔性聚砜材料表面生成聚酰胺层。
得到的表面含有聚酰胺层的多孔性聚砜材料通过25℃纯水水槽漂洗4min,而后通过25℃、质量百分比浓度为1%的氢氧化钠水溶液中和处理2min,得到聚酰胺反渗透膜。
对比例2
除使用表面孔径平均值范围在5-15nm之间,偏差值为1.72,0.1MPa测试压力下,其纯水通量为154L/m2/h的的多孔性聚砜支撑膜外,其余步骤与对比例1相同。
实施例1
除使用表面孔径平均值范围在10-30nm之间,偏差值为1.68,20-25nm孔个数为480个/um2,其纯水通量为209L/m2/h的多孔性聚砜支撑膜外,其余步骤与对比例1相同。
实施例2
除间苯二胺质量百分比浓度为3.0充分混合调制成pH为4.99的间苯二胺水溶液外,其余步骤与实施例1相同。
实施例3
除间苯二胺质量百分比浓度为4.0充分混合调制成pH为5.12的间苯二胺水溶液外,其余步骤与实施例1相同。
实施例4
除间苯二胺质量百分比浓度为5.0充分混合调制成pH为5.12的间苯二胺水溶液外外,其余步骤与实施例1相同。
实施例5
除三乙胺加入量为20ml/L充分混合调制成pH为3.8的缓冲溶液,最后加入质量百分比浓度为4.8%的间苯二胺充分混合调制成pH为5.45的间苯二胺水溶液外,其余步骤与实施例1相同。
实施例6
除三乙胺加入量为30ml/L充分混合调制成pH为4.4的缓冲溶液,最后加入质量百分比浓度为4.8%的间苯二胺充分混合调制成pH为5.7的间苯二胺水溶液外,其余步骤与实施例1相同。
实施例7
除三乙胺加入量为40ml/L充分混合调制成pH为4.9的缓冲溶液,最后加入质量百分比浓度为4.8%的间苯二胺充分混合调制成pH为5.9的间苯二胺水溶液外,其余步骤与实施例1相同。
实施例8
除三乙胺加入量为50ml/L充分混合调制成pH为5.5的缓冲溶液,最后加入质量百分比浓度为4.8%的间苯二胺充分混合调制成pH为6.2的间苯二胺水溶液外,其余步骤与实施例1相同。
实施例9
除有机溶剂溶液中的添加剂为丙酮,其添加质量百分比浓度为0.1%外,其余步骤与实施例6相同。
实施例10
除有机溶剂溶液中的添加剂为乙酰丙酮铁,其添加质量百分比浓度为0.1%外,其余步骤与实施例6相同。
实施例11
除有机溶剂溶液中的添加剂为乙酰丙酮镍,其添加质量百分比浓度为0.1%外,其余步骤与实施例6相同。
实验1膜性能的评估
测试根据对比例1-2以及实施例1-11制备的聚酰胺反渗透膜预压1小时后的脱盐率和产水通量。在25℃、800psi、1GPM的流速、32000ppm的NaCl水溶液进水测试条件下预压1小时后对膜的脱盐率和产水通量进行测量。用于评估反渗透膜的装置为HWTT-六池高压膜片测试台(杭州水处理技术研究开发中心有限公司自制),其中包括测试池、高压泵、原水罐、压力传感器、热交换器,有效膜面积为26.5cm2。将对比例1-3与实施例1-11所制备的聚酰胺反渗透膜安装在测试池上后,使用32000ppm的NaCl水溶液进行1小时预压,然后测量20分钟的产水水量,通过使用电导率仪分析测量原水、产水的盐浓度来计算脱盐率。测试结果如表1和表2
表1
类别 | 脱盐率% | 产水通量(GFD) |
实施例1 | 99.50% | 29.57 |
实施例2 | 99.33% | 33.05 |
实施例3 | 99.41% | 30.05 |
实施例4 | 99.81% | 32.05 |
实施例5 | 99.85% | 31.05 |
实施例6 | 99.87% | 32.05 |
实施例7 | 99.85% | 36.05 |
实施例8 | 99.84% | 34.05 |
实施例9 | 99.72% | 37.05 |
实施例10 | 99.37% | 40.17 |
实施例11 | 99.85% | 38.73 |
对比例1 | 99.41% | 25.68 |
对比例2 | 98.5% | 20.3 |
实验-2膜内未反应胺残留总量的评估
对比例3
使用表面孔径平均值范围在10-30nm之间,偏差值为1.68,20-25nm孔个数为480个/um2,0.1MPa测试压力下,其纯水通量为209L/m2/h的多孔性聚砜支撑膜。使用去离子水冲洗膜面,并使用氮气气刀吹扫膜片沾留液体。水相溶液的配置:先将质量百分比浓度为2.0%的樟脑磺酸加入到纯水中调制成pH为1.3的酸溶液、而后加入12ml/L三乙胺充分混合调制成pH为8.9的缓冲溶液,最后加入质量百分比浓度4.8%的间苯二胺充分混合调制成pH为9.3的间苯二胺水溶液。将多孔聚砜支撑层材料浸没到上述水相溶液,0.5min后,移除溶液,使用氮气气刀吹扫多孔聚砜支撑层侧与无纺布表层侧残留水溶液至干燥,在多孔性聚砜支撑层材料表面形成水溶液层。有机溶剂溶液的配置:先将质量百分比浓度为0.1%的均苯三甲酰氯加入到isoparG有机溶剂中,使用加热或超声搅拌使其充分溶解调制成所定量的均苯三甲酰氯有机溶剂溶液;而后加入质量百分比浓度为0.07%磷酸三丁脂,使用超声或加热搅拌充分混合调制成有机溶剂溶液。使用涂布头将该有机溶剂溶液均匀的涂布在含有水溶液层的多孔性聚砜支撑层材料表面上,界面聚合反应30s后,使用氮气气刀吹除膜表面过量有机溶剂溶液,于95℃下热处理3min,在多孔性聚砜材料表面生成聚酰胺层。
得到的表面含有聚酰胺层的多孔性聚砜材料通过25℃纯水水槽漂洗4min,而后通过25℃、质量百分比浓度为1%的氢氧化钠水溶液中和处理2min,得到聚酰胺反渗透膜。
评估根据对比例3以及实施例1-11所制备的聚酰胺反渗透膜中的未反应残留胺的含量进行。使用质量百分比浓度为50%的乙醇水溶液200ml、温度50℃条件下,萃取上述聚酰胺反渗透膜,萃取时间为72小时,所采样的聚酰胺反渗透膜片面积为1.5cm×1.5cm,使用紫外分光光度计分析萃取液中的胺含量,得到聚酰胺反渗透膜中未反应残留胺的含量。
实施例12-22
除25℃纯水漂洗时间为2分钟外,其余步骤分别与实施例1-11对应相同。
实施例23-33
除不经过质量百分比浓度为1%的氢氧化钠水溶液中和处理外,其余步骤与实施例1-11对应相同
表2
类别 | 残留胺含量(ppm) |
实施例1 | 85 |
实施例2 | 83 |
实施例3 | 74 |
实施例4 | 86 |
实施例5 | 91 |
实施例6 | 91 |
实施例7 | 77 |
实施例8 | 93 |
实施例9 | 74 |
实施例10 | 73 |
实施例11 | 74 |
实施例12 | 127 |
实施例13 | 113 |
实施例14 | 105 |
实施例15 | 140 |
实施例16 | 157 |
实施例17 | 162 |
实施例18 | 112 |
实施例19 | 181 |
实施例20 | 110 |
实施例21 | 117 |
实施例22 | 113 |
实施例23 | 97 |
实施例24 | 94 |
实施例25 | 89 |
实施例26 | 97 |
实施例27 | 105 |
实施例28 | 100 |
实施例29 | 86 |
实施例30 | 105 |
实施例31 | 89 |
实施例32 | 89 |
实施例33 | 86 |
对比例3 | 217.4 |
Claims (10)
1.一种聚酰胺反渗透膜的制备方法,其特征在于,在多孔性聚砜支撑膜上复合一层功能性致密复合层;
所述的功能性致密复合层是由使用含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液,与含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液在多孔性聚砜支撑膜表面缩聚而成;
其中的添加剂是指磷酸三丁脂、三苯基膦、异丙醇铝、丙酮、乙酰丙酮、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮钌(III)、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铬、或乙酰丙酮镓中的一种或几种以上的组合,添加剂在均苯三甲酰氯中的质量百分比为0.005-2%;均苯三甲酰氯在有机溶剂溶液中的质量百分比为0.05-3.0%;
所述的缓冲盐体系是带有一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱的混合溶液;
其中,所采用的带有一个或多个羟基的有机酸为乳酸、D-苹果酸、L-苹果酸、DL-苹果酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或者二种以上的组合;所采用的有机碱为三乙胺、三甲胺、或二乙胺中的一种或二种以上的组合;
所采用的有机溶剂为isoparM、isoparH、isoparL、isoparE、isoparG、或正己烷中的一种或二种以上的组合;
所述的多孔性聚砜支撑膜表面孔径平均值在10-30nm之间,偏差值≤1.8;多孔性聚砜支撑膜表面单位面积的孔数在200-600个/um2之间,且多孔性聚砜支撑膜在0.1MPa测试压力下,其纯水通量为100-300L/m2/h之间;
所述的带有一个或多个羟基的有机酸在间苯二胺水溶液中的质量百分比为0.1-5%;
所述的有机碱在间苯二胺水溶液中的质量百分比为0.1-5%;
所述的间苯二胺水溶液中的间苯二胺的质量百分比为0.1-7%。
2.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述的多孔性聚砜支撑膜表面孔径平均值在20-25nm之间、偏差值≤1.3;多孔性聚砜支撑膜表面单位面积的孔数在400-500个/um2之间;且多孔性聚砜支撑膜在0.1MPa测试压力下,其纯水通量为200-250L/m2/h之间,多孔性聚砜支撑膜与无纺布叠加厚度为120-170um之间,聚酰胺反渗透复合层厚度为80-250nm之间。
3.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述的带有一个或多个羟基的有机酸在间苯二胺水溶液中的质量百分比为1.5-2.5%。
4.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述的有机碱在间苯二胺水溶液中的质量百分比为1.1-1.5%。
5.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液的调制方法为,先将含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物加入到纯水中,使其充分溶解调制成pH为1.9-2.5之间的酸溶液;而后加入对应有机碱充分混合调制成pH为2.0-6.0之间的缓冲溶液,最后加入间苯二胺充分混合调制成pH为4.5-7.2之间的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述的含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液的调制方法为,先将所定量的均苯三甲酰氯加入到有机溶剂中,使用加热或超声搅拌使其充分溶解调制成所定量的均苯三甲酰氯有机溶剂溶液;而后加入的添加剂使用超声或加热搅拌充分混合调制成含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液。
7.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述方法包括下列步骤:
(A)将涂布有多孔性聚砜材料的无纺布支撑层材料浸润到含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液;
(B)使用氮气气刀除去多孔性聚砜材料表面与无纺布表面过剩的含有带一个或多个羟基的有机酸或其水合物与有机碱所组成的缓冲盐体系的间苯二胺水溶液,在多孔性聚砜支撑膜材料表面形成水溶液层;
(C)将所述的水溶液层与所述的含有一定量添加剂的均苯三甲酰氯的有机溶剂溶液接触,通过界面聚合,在所述的多孔性聚砜材料表面生成聚酰胺层,使用氮气气刀吹除过剩有机溶剂溶液;
(D)通过烘箱后处理干燥步骤(C)的产物;
(E)通过25℃纯水漂洗;
(F)通过25℃、pH为11-13的碱溶液中和处理后,制备得到聚酰胺反渗透膜。
8.根据权利要求7所述的一种制备方法,其特征在于,在步骤(E)和(F)中通过25℃纯水漂洗、pH为11-13的碱溶液中和处理后,其无纺布、聚砜支撑膜、聚酰胺复合膜内未反应残留胺单体含量总和小于100ppm。
9.根据权利要求7所述的一种制备方法,其特征在于,所述的pH为11-13的碱溶液为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、或磷酸氢二钠中的一种或二种以上组合形成的溶液。
10.根据权利要求1所述的一种制备方法,其特征在于,所述的聚酰胺反渗透膜形态为平板膜、中空纤维膜。
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