CN108854575A - 一种复合反渗透膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合反渗透膜及其制备方法，包括薄膜本体、醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、聚二甲基硅氧烷膜、增强无纺布、中间支撑层以及超薄分离层,其制备方法包括醋酸纤维素膜的制备、二号溶液的配制、芳香族聚酰肼膜的制备、三号溶液的配制、聚二甲基硅氧烷膜表面的界面聚合、复合反渗透膜的制备等六个步骤，本发明一种复合反渗透膜具有良好的渗透性能，且反渗透膜更加结实耐用，通过全新的反渗透膜制备方法可以有效地避免，原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质会吸附在反渗透膜上，造成胶体颗粒污染和生化污染的情况，避免无机离子有机物或者无机物对薄膜污染，防止反渗透膜中支撑膜与活性膜的脱离。

Description

一种复合反渗透膜及其制备方法
技术领域
本发明涉一种新式复合反渗透膜及其制备方法，属渗透膜领域。
背景技术
反渗透技术是当前水处理行业中发展最迅速的新型技术，其技术是在一定的压力作用下，借助于反渗透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它被广泛应用于污水处理以及液体的提纯与浓缩，反渗透膜作为过滤精度最高的水处理膜，具有高脱盐率的特点，被广泛应用在净水、污水回用、苦咸水淡化以及海水淡化中，含有水通道蛋白AQP的复合反渗透膜为反渗透膜的一种。目前，在含有水通道蛋白AQP的复合反渗透膜的工业制备方法中，最为常用的是用高分子膜封装含AQP的囊泡的方法，该方法主要通过二元胺/多元胺水相溶液与二元酰氯/多元酰氯油相溶液通过界面聚合将含AQP囊泡封装在聚砜支撑膜上，再经后处理得到含AQP的复合反渗透膜。
但现有的复合反渗透膜在制备时存在无机离子有机物或者无机物对薄膜的污染，如原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质会吸附在反渗透膜上，造成胶体颗粒污染和生化污染，容易导致该反渗透膜中支撑膜与活性膜的脱离，最终导致复合反渗透膜过滤效果变差。
发明内容
为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种复合反渗透膜及使用方法。
为了实现上面提到的效果，提出了一种复合反渗透膜及使用方法，其包括以下步骤：
一种复合反渗透膜，包括薄膜本体、醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、聚二甲基硅氧烷膜、增强无纺布、中间支撑层以及超薄分离层，所述薄膜本体从上到下依次由醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜和聚二甲基硅氧烷膜组成，所述醋酸纤维素膜为纤维材料，且醋酸纤维素膜与芳香族聚酰肼膜间置有置有聚酯材料增强无纺布，所述芳香族聚酰肼膜与聚二甲基硅氧烷膜间置有芳香族材料多孔中间支撑层，所述芳香族材料多孔中间支撑层底部设有聚酰胺材料超薄分离层。
进一步的，所述芳香族聚酰肼膜的通透性各不相同，且呈通透递增的规律设置。
一种复合反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：
第一步，醋酸纤维素膜的制备，在纤维素膜的一表面均匀喷洒二氯甲烷，使纤维素膜的该表面溶解，之后向该纤维素膜的该表面均匀喷洒氯甲基化试剂和催化剂，并将该纤维素膜置于振荡器上轻微震荡，室温下反应5小时左右，反应结束后将该纤维素膜浸泡于醋酸中2-3小时，取出纤维素膜依次用N，N-二甲基甲酰胺、稀盐酸洗涤，再用蒸馏水多次洗涤，至洗涤液不含氯离子，真空干燥，得到醋酸纤维素膜；
第二步，二号溶液的配制，用选自脂肪族和脂环族多官能性酰基卤化物的一种，按照占总溶液重量0.10～0.20％的浓度溶解于选自含6-8个碳原子的脂肪烃、环脂烃和芳香烃的单一化合物或其中两种比例为90∶5的混合物，搅拌溶解后即获得二号溶液，并用二号溶液浸泡芳香族聚酰肼膜；
第三步，芳香族聚酰肼膜的制备，在室温下，将氯甲基化聚酯膜浸泡于二元胺中，使二元胺与聚酯膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，反应时间为40-120min，取出聚酰肼膜依次用乙醇、蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，得到芳香族聚酰肼膜；
第四步，三号溶液的配制，用平均聚合度为n＝800～3000、皂化度为80％的聚乙烯醇溶解于60℃热水中配制成重量浓度为2.0％的溶液，然后加入占总重量的0.20％的脂肪族二醛、脂肪族多醛、羟基脂肪族二醛、热固型树脂、碳酸锆铵或二酸酐之一和占总重量的0.20％的H三号l，搅拌25分钟，使之充分反应，形成三号溶液，并用三号溶液浸泡聚二甲基硅氧烷膜；
第五步，聚二甲基硅氧烷膜表面的界面聚合，将三元酰氯于正己烷中，取所述二甲基硅氧烷膜浸泡于三元酰氯的油相溶液中1-5min，然后取出二甲基硅氧烷膜浸泡于含水通道蛋白囊泡的二元胺水溶液中，该二元胺水溶液中添加有水通道蛋白囊泡、酸接收剂、表面活性剂、4-二甲氨基吡啶，反应时间为10-50min，最后取出再经后处理得到聚二甲基硅氧烷膜；
第六步，复合反渗透膜的制备，向第一步制备的醋酸纤维素膜和和第二步制备的芳香族聚酰肼膜之间添加增强无纺布材料，然后通过压辊反复挤压成一体，并在芳香族聚酰肼膜底部通过树脂胶粘剂依次与芳香族材料制成的多孔的中间支撑层、聚二甲基硅氧烷膜以及聚酰胺材料超薄分离层粘接固定，并置于60～100℃的烘干室内4—8个小时。
本发明一种复合反渗透膜具有良好的渗透性能，且反渗透膜更加结实耐用，通过全新的反渗透膜制备方法可以有效地避免，原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质会吸附在反渗透膜上，造成胶体颗粒污染和生化污染的情况，避免无机离子有机物或者无机物对薄膜污染，防止反渗透膜中支撑膜与活性膜的脱离。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明一种复合反渗透膜的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所述的一种复合反渗透膜，包括薄膜本体1、醋酸纤维素膜2、芳香族聚酰肼膜3、聚二甲基硅氧烷膜4、增强无纺布5、中间支撑层6以及超薄分离层7，所述薄膜本体1从上到下依次由醋酸纤维素膜2、芳香族聚酰肼膜3和聚二甲基硅氧烷膜4组成，所述醋酸纤维素膜2为纤维材料，且醋酸纤维素膜2与芳香族聚酰肼膜3间置有置有聚酯材料增强无纺布5，所述芳香族聚酰肼膜3与聚二甲基硅氧烷膜4间置有芳香族材料多孔中间支撑层6，所述芳香族材料多孔中间支撑层6底部设有聚酰胺材料超薄分离层7。
本实施例中，所述芳香族聚酰肼膜3的通透性各不相同，且呈通透递增的规律设置。
一种复合反渗透膜的使用方法，包括以下步骤：
第一步，醋酸纤维素膜的制备，在纤维素膜的一表面均匀喷洒二氯甲烷，使纤维素膜的该表面溶解，之后向该纤维素膜的该表面均匀喷洒氯甲基化试剂和催化剂，并将该纤维素膜置于振荡器上轻微震荡，室温下反应5小时左右，反应结束后将该纤维素膜浸泡于醋酸中2-3小时，取出纤维素膜依次用N，N-二甲基甲酰胺、稀盐酸洗涤，再用蒸馏水多次洗涤，至洗涤液不含氯离子，真空干燥，得到醋酸纤维素膜；
第二步，二号溶液的配制，用选自脂肪族和脂环族多官能性酰基卤化物的一种，按照占总溶液重量0.10～0.20％的浓度溶解于选自含6-8个碳原子的脂肪烃、环脂烃和芳香烃的单一化合物或其中两种比例为90∶5的混合物，搅拌溶解后即获得二号溶液，并用二号溶液浸泡芳香族聚酰肼膜；
第三步，芳香族聚酰肼膜的制备，在室温下，将氯甲基化聚酯膜浸泡于二元胺中，使二元胺与聚酯膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，反应时间为40-120min，取出聚酰肼膜依次用乙醇、蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，得到芳香族聚酰肼膜；
第四步，三号溶液的配制，用平均聚合度为n＝800～3000、皂化度为80％的聚乙烯醇溶解于60℃热水中配制成重量浓度为2.0％的溶液，然后加入占总重量的0.20％的脂肪族二醛、脂肪族多醛、羟基脂肪族二醛、热固型树脂、碳酸锆铵或二酸酐之一和占总重量的0.20％的H三号l，搅拌25分钟，使之充分反应，形成三号溶液，并用三号溶液浸泡聚二甲基硅氧烷膜；
第五步，聚二甲基硅氧烷膜表面的界面聚合，将三元酰氯于正己烷中，取所述二甲基硅氧烷膜浸泡于三元酰氯的油相溶液中1-5min，然后取出二甲基硅氧烷膜浸泡于含水通道蛋白囊泡的二元胺水溶液中，该二元胺水溶液中添加有水通道蛋白囊泡、酸接收剂、表面活性剂、4-二甲氨基吡啶，反应时间为10-50min，最后取出再经后处理得到聚二甲基硅氧烷膜；
第六步，复合反渗透膜的制备，向第一步制备的醋酸纤维素膜和和第二步制备的芳香族聚酰肼膜之间添加增强无纺布材料，然后通过压辊反复挤压成一体，并在芳香族聚酰肼膜底部通过树脂胶粘剂依次与芳香族材料制成的多孔的中间支撑层、聚二甲基硅氧烷膜以及聚酰胺材料超薄分离层粘接固定，并置于60～100℃的烘干室内4—8个小时。
本发明一种复合反渗透膜具有良好的渗透性能，且反渗透膜更加结实耐用，通过全新的反渗透膜制备方法可以有效地避免，原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质会吸附在反渗透膜上，造成胶体颗粒污染和生化污染的情况，避免无机离子有机物或者无机物对薄膜污染，防止反渗透膜中支撑膜与活性膜的脱离。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种复合反渗透膜，包括薄膜本体、醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、聚二甲基硅氧烷膜、增强无纺布、中间支撑层以及超薄分离层，其特征在于：所述薄膜本体从上到下依次由醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜和聚二甲基硅氧烷膜组成，所述醋酸纤维素膜为纤维材料，且醋酸纤维素膜与芳香族聚酰肼膜间置有聚酯材料增强无纺布，所述芳香族聚酰肼膜与聚二甲基硅氧烷膜间置有芳香族材料多孔中间支撑层，所述芳香族材料多孔中间支撑层底部设有聚酰胺材料超薄分离层。
2.根据权利要求1所述的一种复合反渗透膜，其特征在于：所述芳香族聚酰肼膜的通透性各不相同，且呈通透递增的规律设置。
3.一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于：所述的复合反渗透膜的制备方法包括以下步骤：
第一步，醋酸纤维素膜的制备，在纤维素膜的一表面均匀喷洒二氯甲烷，使纤维素膜的该表面溶解，之后向该纤维素膜的该表面均匀喷洒氯甲基化试剂和催化剂，并将该纤维素膜置于振荡器上轻微震荡，室温下反应5小时左右，反应结束后将该纤维素膜浸泡于醋酸中2-3小时，取出纤维素膜依次用N，N-二甲基甲酰胺、稀盐酸洗涤，再用蒸馏水多次洗涤，至洗涤液不含氯离子，真空干燥，得到醋酸纤维素膜；
第二步，二号溶液的配制，用选自脂肪族和脂环族多官能性酰基卤化物的一种，按照占总溶液重量0.10～0.20％的浓度溶解于选自含6-8个碳原子的脂肪烃、环脂烃和芳香烃的单一化合物或其中两种比例为90∶5的混合物，搅拌溶解后即获得二号溶液，并用二号溶液浸泡芳香族聚酰肼膜；
第三步，芳香族聚酰肼膜的制备，在室温下，将氯甲基化聚酯膜浸泡于二元胺中，使二元胺与聚酯膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，反应时间为40-120min，取出聚酰肼膜依次用乙醇、蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，得到芳香族聚酰肼膜；
第四步，三号溶液的配制，用平均聚合度为n＝800～3000、皂化度为80％的聚乙烯醇溶解于60℃热水中配制成重量浓度为2.0％的溶液，然后加入占总重量的0.20％的脂肪族二醛、脂肪族多醛、羟基脂肪族二醛、热固型树脂、碳酸锆铵或二酸酐之一和占总重量的0.20％的H三号l，搅拌25分钟，使之充分反应，形成三号溶液，并用三号溶液浸泡聚二甲基硅氧烷膜；
第五步，聚二甲基硅氧烷膜表面的界面聚合，将三元酰氯于正己烷中，取所述二甲基硅氧烷膜浸泡于三元酰氯的油相溶液中1-5min，然后取出二甲基硅氧烷膜浸泡于含水通道蛋白囊泡的二元胺水溶液中，该二元胺水溶液中添加有水通道蛋白囊泡、酸接收剂、表面活性剂、4-二甲氨基吡啶，反应时间为10-50min，最后取出再经后处理得到聚二甲基硅氧烷膜；
第六步，复合反渗透膜的制备，向第一步制备的醋酸纤维素膜和和第二步制备的芳香族聚酰肼膜之间添加增强无纺布材料，然后通过压辊反复挤压成一体，并在芳香族聚酰肼膜底部通过树脂胶粘剂依次与芳香族材料制成的多孔的中间支撑层、聚二甲基硅氧烷膜以及聚酰胺材料超薄分离层7粘接固定，并置于60～100℃的烘干室内4—8个小时。
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