CN110743377A - 同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法 - Google Patents

同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110743377A
CN110743377A CN201910998809.0A CN201910998809A CN110743377A CN 110743377 A CN110743377 A CN 110743377A CN 201910998809 A CN201910998809 A CN 201910998809A CN 110743377 A CN110743377 A CN 110743377A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reverse osmosis
composite membrane
osmosis composite
polyamide reverse
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910998809.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110743377B (zh
Inventor
俞三传
吕振华
刘梅红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201910998809.0A priority Critical patent/CN110743377B/zh
Publication of CN110743377A publication Critical patent/CN110743377A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110743377B publication Critical patent/CN110743377B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0006—Organic membrane manufacture by chemical reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/02—Hydrophilization
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36—Hydrophilic membranes

Abstract

本发明涉及一种同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，本发明首先利用1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐活化聚酰胺反渗透复合膜表面的羧基，使其与伯胺、仲胺或羟基进行反应以引入叔胺基团；接着利用叔胺基团与磺酸内酯反应在膜表面实现以化学键的形式引入两性分子的目的；另一方面，由于该水分子层的保护，进料液中的污染物不会在膜表面沉积而造成膜污染；此外，该方法为后处理，不影响聚酰胺分离层的整体一致性，从而在不牺牲聚酰胺反渗透复合膜截留性能的基础上，同步提高商品化聚酰胺反渗透复合膜渗透性能及抗污染性能，具有良好的应用前景。

Description

同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法
技术领域
本发明涉及一种同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，属于分离膜制备技术领域，可以同时提高商品化聚酰胺反渗透复合的渗透通量及抗污染性能，降低运行维护成本，为进一步拓展反渗透膜分离技术的应用领域提供条件。
背景技术
作为反渗透技术的核心，反渗透膜材料的发展经历了均质对称膜、不对称膜和复合膜三个阶段，目前市场上使用的反渗透膜主要是芳香聚酰胺复合膜，由均苯三甲酰氯与间苯二胺在聚砜微孔膜表面通过界面聚合制备而成，具有通量大、脱盐率高、化学稳定性好等优点。
但该类型的聚酰胺反渗透复合膜在实际运行过程中容易遭受膜污染，不仅降低膜的综合分离性能，同时还需要增加运行维护成本，从而限制了反渗透技术的进一步应用。聚酰胺反渗透复合膜污染除了与运行过程中的工艺条件有关外，还与其自身特性如亲疏水性、孔径分布、粗糙度、表面电荷及表面张力等因素有关，具体表现为：
(1)聚酰胺反渗透复合膜表面相对较为疏水。为了获得较高的无机盐脱除率，目前商品化聚酰胺反渗透复合膜常选用均苯三甲酰氯及间苯二胺为单体进行界面聚合反应得到，其膜表面相对较为疏水，接触角一般为50-60°。进料液中的有机污染物主要包括油、生物大分子(牛血清蛋白等)、天然有机物、腐殖酸、多糖等，其分子结构中基本上都具有疏水链段，膜表面越疏水，则污染物越容易因疏水性相互作用力吸附在膜表面导致有机污染，最终表现为产水效率快速降低。
(2)聚酰胺反渗透复合膜表面较为粗糙。查阅反渗透复合膜相关文献或通过对商品化聚酰胺反渗透复合膜进行表征可以发现，其粗糙度一般在50-70nm，有的甚至高达90nm以上。虽然膜表面的峰谷结构可以增加比表面积，一定程度上提升渗透通量，但在实际运行过程中，进料液中的污染物优先沉积在山谷结构处造成堵塞，有效过滤面积快速下降，甚至低于光滑膜表面的过滤面积；同时污染物附着后，由于凸起的山峰结构会屏蔽进料液的剪切力作用，使沉积的污染物不易被冲洗除去。为恢复其初始渗透性能，需要进行苛刻的化学清洗，不仅增加维护成本，同时也会对膜表面的聚酰胺分离层造成不可逆的损伤，缩短其使用寿命。
(3)聚酰胺反渗透复合膜表面富含羧基。在常规运行条件下呈现较强的负电性，不仅会使进料液中的钙离子在膜表面富集并形成结晶导致无机盐结垢污染，同时还能通过钙离子的架桥作用，增加有机污染物与膜表面的作用力，加剧膜污染。
为了缓解膜污染现象，提高实际运行效率，主要可以从改善预处理、优化系统运行工艺、进行周期性化学清洗以及开发抗污染膜材料。然而，对原水进行预处理需要建造絮凝池、活性污泥池等操作单元，增加投资成本；通过优化系统运行工艺虽然可以缓解膜污染，但其改善程度相对较小；对膜进行周期性化学清洗，虽然可以一定程度恢复反渗透膜渗透性能，但一方面大量使用化学试剂会增加运行维护成本、导致二次污染，另一方面频繁的清洗也会对膜材料造成破坏，缩短膜使用寿命；因此，深入研究膜污染机理，针对膜材料本身，开发具有优良抗污染性能的聚酰胺反渗透复合膜具有重要的现实意义。
目前根据抗污染聚酰胺反渗透复合膜的制备步骤，可以分为前处理方法和后处理方法。前处理主要是指通过优化聚酰胺反渗透复合膜的制备过程，以提高其抗污染性能，如在界面聚合过程中引入抗污染材料(有机亲水材料、无机纳米材料、多孔材料等)。但反渗透过程对膜的分离精度要求较高，在界面聚合过程中引入添加剂，有可能破坏膜材料本身的结构特性，尤其是聚酰胺分离层的整体一致性，从而影响无机盐的截留性能。后处理主要是利用物理涂覆、化学接枝等手段在成品膜表面引入亲水性功能材料，从而改善抗污染性能。该方法的特点是操作简单，可以保证分离层的截留性能不被破坏，适合于大规模工业化应用。但是这种方法对亲水性大分子的沉积量控制要求较高，一旦过量会造成水分子的传质阻力急剧变大，即使具有优良的抗污染性能，也需要更高的能耗克服膜材料本身的渗透阻力；此外，如果以物理涂覆方式引入，亲水性功能材料还存在稳定性等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，以化学键的方式引入超亲水性涂层，能同步改善商品化聚酰胺反渗透复合膜的渗透通量以及抗污染性能，提升反渗透过程的分离效率。
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、取一定量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、含氮功能材料以及10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，作为改性溶液A；
S2、取一定量的磺酸内酯溶于乙醇/水溶液(两种溶剂的体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，所述的含氮功能材料为含有叔胺基团以及伯胺、仲胺、羟基三种基团中的一种或多种的功能材料，可以为三乙醇胺、1-(2-羟乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、聚乙烯亚胺等中的一种或多种；
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，所述的含氮功能材料浓度为0.01％～5.0％；
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，所述的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐水溶液的质量浓度为0.01％～4.0％；
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，所述的改性溶液A使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH为6.5～7.5；
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，所述的磺酸内酯为1,4-丁磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,8-萘磺酸内酯等中的一种或多种。
本发明提供的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，所述的磺酸内酯溶液质量浓度为5％～20％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明首先利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐活化聚酰胺反渗透复合膜表面的羧基与伯胺、仲胺或羟基进行反应引入叔胺基团；接着利用叔胺基团与磺酸内酯反应形成超亲水的两性表面。由于两性分子与水分子之间具有极强的作用力，能在膜表面形成动态水分子层，一方面增加水分子的化学势，促进水分子的传质；另一方面，由于该水分子层的保护，避免进料液中的污染物直接与膜表面接触而造成膜污染；此外，该方法为后处理，不影响聚酰胺分离层的整体一致性，从而在不牺牲聚酰胺反渗透复合膜截留性能的基础上，同步提高商品化聚酰胺反渗透复合膜渗透性能及抗污染性能。
附图说明
图1聚酰胺反渗透复合膜通量变化
具体实施方式
下面对本发明的实施作具体说明；
比较例1：
S1、取10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，并使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至7.0，作为改性溶液A；
S2、1000ml乙醇/水溶液(体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜用纯水冲洗干净，浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率及水通量在NaCl浓度为2000mg/l、压力为1.55MPa、温度为25℃、pH值为7.0～8.0的条件下测试，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的水接触角采用躺滴法测试，水滴大小控制为5μl，停留时间为10s，每种样品测试10个不同的位置取平均值，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价采用错流方式进行，以十二烷基三甲基溴化铵作为污染物，具体步骤如下：(1)将聚酰胺复合膜片清洗干净，以纯水为进料液，在压力1.0MPa、25±1℃、1000ml/min进水流量的条件下预压1h；然后维持料液温度及进水流量不变，调节运行压力至复合膜的初始纯水通量J0为40l/m2h左右；(2)维持各自运行压力不变，向纯水中加入250ppm的十二烷基三甲基溴化铵，间隔一定时间测试即时渗透通量(Jt)，直至运行满30min；然后使用纯水对膜片进行物理冲洗30min；(3)将进料液更换为纯水，在各自运行压力条件下，测试复合膜的纯水渗透通量J2，所得结果绘于图1中。
实施例1：
S1、取1.5g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、15g三乙醇胺以及10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，并使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至7.0，作为改性溶液A；
S2、取100g 1,4-丁磺酸内酯溶于1000ml乙醇/水溶液(体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜用纯水冲洗干净，浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率及水通量在NaCl浓度为2000mg/l、压力为1.55MPa、温度为25℃、pH值为7.0～8.0的条件下测试，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的水接触角采用躺滴法测试，水滴大小控制为5μl，停留时间为10s，每种样品测试10个不同的位置取平均值，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价采用错流方式进行，以十二烷基三甲基溴化铵作为污染物，具体步骤如下：(1)将聚酰胺复合膜片清洗干净，以纯水为进料液，在压力1.0MPa、25±1℃、1000ml/min进水流量的条件下预压1h；然后维持料液温度及进水流量不变，调节运行压力至复合膜的初始纯水通量J0为40l/m2h左右；(2)维持各自运行压力不变，向纯水中加入250ppm的十二烷基三甲基溴化铵，间隔一定时间测试即时渗透通量(Jt)，直至运行满30min；然后使用纯水对膜片进行物理冲洗30min；(3)将进料液更换为纯水，在各自运行压力条件下，测试复合膜的纯水渗透通量J2，所得结果绘于图1中。
实施例2：
S1、取1.5g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、15g 1-(2-羟乙基)哌嗪以及10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，并使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至7.0，作为改性溶液A；
S2、取100g 1,4-丁磺酸内酯溶于1000ml乙醇/水溶液(体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜用纯水冲洗干净，浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率及水通量在NaCl浓度为2000mg/l、压力为1.55MPa、温度为25℃、pH值为7.0～8.0的条件下测试，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的水接触角采用躺滴法测试，水滴大小控制为5μl，停留时间为10s，每种样品测试10个不同的位置取平均值，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价采用错流方式进行，以十二烷基三甲基溴化铵作为污染物，具体步骤如下：(1)将聚酰胺复合膜片清洗干净，以纯水为进料液，在压力1.0MPa、25±1℃、1000ml/min进水流量的条件下预压1h；然后维持料液温度及进水流量不变，调节运行压力至复合膜的初始纯水通量J0为40l/m2h左右；(2)维持各自运行压力不变，向纯水中加入250ppm的十二烷基三甲基溴化铵，间隔一定时间测试即时渗透通量(Jt)，直至运行满30min；然后使用纯水对膜片进行物理冲洗30min；(3)将进料液更换为纯水，在各自运行压力条件下，测试复合膜的纯水渗透通量J2，所得结果绘于图1中。
实施例3：
S1、取1.5g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、15g N-甲基哌嗪以及10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，并使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至7.0，作为改性溶液A；
S2、取100g 1,4-丁磺酸内酯溶于1000ml乙醇/水溶液(体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜用纯水冲洗干净，浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率及水通量在NaCl浓度为2000mg/l、压力为1.55MPa、温度为25℃、pH值为7.0～8.0的条件下测试，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的水接触角采用躺滴法测试，水滴大小控制为5μl，停留时间为10s，每种样品测试10个不同的位置取平均值，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价采用错流方式进行，以十二烷基三甲基溴化铵作为污染物，具体步骤如下：(1)将聚酰胺复合膜片清洗干净，以纯水为进料液，在压力1.0MPa、25±1℃、1000ml/min进水流量的条件下预压1h；然后维持料液温度及进水流量不变，调节运行压力至复合膜的初始纯水通量J0为40l/m2h左右；(2)维持各自运行压力不变，向纯水中加入250ppm的十二烷基三甲基溴化铵，间隔一定时间测试即时渗透通量(Jt)，直至运行满30min；然后使用纯水对膜片进行物理冲洗30min；(3)将进料液更换为纯水，在各自运行压力条件下，测试复合膜的纯水渗透通量J2，所得结果绘于图1中。
实施例4：
S1、取1.5g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1g聚乙烯亚胺(平均分子量70000Da)以及10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，并使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至7.0，作为改性溶液A；
S2、取100g 1,4-丁磺酸内酯溶于1000ml乙醇/水溶液(体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜用纯水冲洗干净，浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率及水通量在NaCl浓度为2000mg/l、压力为1.55MPa、温度为25℃、pH值为7.0～8.0的条件下测试，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的水接触角采用躺滴法测试，水滴大小控制为5μl，停留时间为10s，每种样品测试10个不同的位置取平均值，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价采用错流方式进行，以十二烷基三甲基溴化铵作为污染物，具体步骤如下：(1)将聚酰胺复合膜片清洗干净，以纯水为进料液，在压力1.0MPa、25±1℃、1000ml/min进水流量的条件下预压1h；然后维持料液温度及进水流量不变，调节运行压力至复合膜的初始纯水通量J0为40l/m2h左右；(2)维持各自运行压力不变，向纯水中加入250ppm的十二烷基三甲基溴化铵，间隔一定时间测试即时渗透通量(Jt)，直至运行满30min；然后使用纯水对膜片进行物理冲洗30min；(3)将进料液更换为纯水，在各自运行压力条件下，测试复合膜的纯水渗透通量J2，所得结果绘于图1中。
实施例5：
S1、取1.5g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、3g聚乙烯亚胺(平均分子量70000Da)以及10g磷酸钠溶于1000ml纯水中，并使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至7.0，作为改性溶液A；
S2、取100g 1,4-丁磺酸内酯溶于1000ml乙醇/水溶液(体积比为1：1)，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜用纯水冲洗干净，浸泡在改性溶液A中，5小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3膜片与改性溶液B接触15小时后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
聚酰胺反渗透复合膜的脱盐率及水通量在NaCl浓度为2000mg/l、压力为1.55MPa、温度为25℃、pH值为7.0～8.0的条件下测试，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的水接触角采用躺滴法测试，水滴大小控制为5μl，停留时间为10s，每种样品测试10个不同的位置取平均值，所得结果见表1。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价采用错流方式进行，以十二烷基三甲基溴化铵作为污染物，具体步骤如下：(1)将聚酰胺复合膜片清洗干净，以纯水为进料液，在压力1.0MPa、25±1℃、1000ml/min进水流量的条件下预压1h；然后维持料液温度及进水流量不变，调节运行压力至复合膜的初始纯水通量J0为40l/m2h左右；(2)维持各自运行压力不变，向纯水中加入250ppm的十二烷基三甲基溴化铵，间隔一定时间测试即时渗透通量(Jt)，直至运行满30min；然后使用纯水对膜片进行物理冲洗30min；(3)将进料液更换为纯水，在各自运行压力条件下，测试复合膜的纯水渗透通量J2，所得结果绘于图1中。
表1聚酰胺反渗透复合膜的分离性能
Figure BDA0002240630540000081
Figure BDA0002240630540000091
从表1中的数据可以发现，采用本发明对商品化聚酰胺反渗透复合膜进行处理，在保持NaCl脱除率不变的基础上，均可以增加渗透通量，这主要是引入的含氮功能材料均含有丰富的氨基或羟基，且后期形成的两性分子也与水分子具有较强的亲和力，这从接触角的变化可以看出。具体改性效果以小分子的三乙醇胺最为明显，增加幅度高达36.1％；即使使用大分子的聚乙烯亚胺，也能提升渗透通量20％左右，而且在浓度较高时，甚至能略微提升NaCl的脱除率，这可能是大分子的聚乙烯亚胺对聚酰胺反渗透复合膜表面的部分缺陷起到了修补作用。
聚酰胺反渗透复合膜的抗污染性能评价结果绘于图1中，为使初始纯水通量在40±1l/m2h范围内，分别调节比较例1、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的运行压力为0.95MPa、0.70MPa、0.70MPa、0.70MPa、0.80MPa、0.80MPa，并在评价过程中维持不变。从图中可以看出，未处理的比较例1在接触十二烷基三甲基溴化铵后，渗透通量急剧下降，运行30min后通量下降至13.3l/m2h，下降幅度约为66.5％；使用本发明的方法进行处理后，运行过程中渗透通量虽然也出现不同程度的下降，但其幅度明显减小；其中使用三乙醇胺作为含氮功能材料进行改性的实施例1效果最好，通量下降幅度为41.5％。说明本发明，在维持聚酰胺反渗透复合膜截留性能的基础上，同步提高其渗透通量及抗污染性能。

Claims (8)

1.同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、取一定量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、含氮功能材料以及1％～2％质量浓度的磷酸钠水溶液，作为改性溶液A；
S2、取一定量的磺酸内酯溶于乙醇/水溶液，按体积比为1：1，搅拌均匀后作为改性溶液B；
S3、将商品化聚酰胺反渗透复合膜浸泡在改性溶液A中，4～8小时后取出并用纯水洗净；
S4、将上述S3中膜片与改性溶液B接触10小时以上后，去除多余溶液，用纯水洗净备用。
2.根据权利要求1所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的含氮功能材料为含有叔胺基团以及伯胺、仲胺、或羟基三种基团中的一种或多种的功能材料。
3.根据权利要求2所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的含氮功能材料为三乙醇胺、1-(2-羟乙基)哌嗪、N-甲基哌嗪、或聚乙烯亚胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的含氮功能材料的质量浓度为0.01％～5.0％。
5.根据权利要求1所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐水溶液的质量浓度为0.01％～4.0％。
6.根据权利要求1所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的改性溶液A使用0.1mol/l的HCl溶液或NaOH溶液调节pH至6.5～7.5。
7.根据权利要求1所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的磺酸内酯为1,4-丁磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、或1,8-萘磺酸内酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法，其特征在于：所述的磺酸内酯溶液质量浓度为5％～20％。
CN201910998809.0A 2019-10-21 2019-10-21 同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法 Active CN110743377B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910998809.0A CN110743377B (zh) 2019-10-21 2019-10-21 同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910998809.0A CN110743377B (zh) 2019-10-21 2019-10-21 同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110743377A true CN110743377A (zh) 2020-02-04
CN110743377B CN110743377B (zh) 2022-06-21

Family

ID=69279036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910998809.0A Active CN110743377B (zh) 2019-10-21 2019-10-21 同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110743377B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113041845A (zh) * 2021-02-26 2021-06-29 浙江理工大学 一种失效聚酰胺反渗透膜组件的原位修复方法
CN113083032A (zh) * 2021-04-26 2021-07-09 贵州省材料产业技术研究院 一种荷正电共混超滤膜及其制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009185118A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Research Institute Of Innovative Technology For The Earth 高分子膜およびその製造方法
CN103127847A (zh) * 2013-03-15 2013-06-05 北京化工大学 抗蛋白质污染聚丙烯腈水解改性超滤膜及其制备方法
KR20130080619A (ko) * 2012-01-05 2013-07-15 주식회사 엘지화학 양쪽성 이온 고분자를 포함하는 코팅층이 형성된 역삼투막 및 그 제조방법
CN104190272A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 北京碧水源膜科技有限公司 一种抗污染复合反渗透膜及其制备方法
CN104226128A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 浙江大学 一种在分离膜表面构造两性离子结构的方法及分离膜
CN104815567A (zh) * 2015-04-08 2015-08-05 天津大学 一种表面接枝聚乙烯基胺的反渗透膜及其制备方法
WO2016107292A1 (zh) * 2014-12-30 2016-07-07 湖南澳维环保科技有限公司 一种亲水性抗污染聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法
CN106462075A (zh) * 2014-06-17 2017-02-22 日产化学工业株式会社 含有具有苯基生色团的硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物
CN108136339A (zh) * 2016-01-11 2018-06-08 Lg 纳米水公司 用于提高通过tfc膜的水通量的方法
CN108295676A (zh) * 2018-01-29 2018-07-20 浙江大学 一种表面含混合电荷层的耐污染分离膜及其制备方法
CN110016833A (zh) * 2013-07-19 2019-07-16 旭化成株式会社 微细纤维素纤维片

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009185118A (ja) * 2008-02-04 2009-08-20 Research Institute Of Innovative Technology For The Earth 高分子膜およびその製造方法
KR20130080619A (ko) * 2012-01-05 2013-07-15 주식회사 엘지화학 양쪽성 이온 고분자를 포함하는 코팅층이 형성된 역삼투막 및 그 제조방법
CN103127847A (zh) * 2013-03-15 2013-06-05 北京化工大学 抗蛋白质污染聚丙烯腈水解改性超滤膜及其制备方法
CN110016833A (zh) * 2013-07-19 2019-07-16 旭化成株式会社 微细纤维素纤维片
CN106462075A (zh) * 2014-06-17 2017-02-22 日产化学工业株式会社 含有具有苯基生色团的硅的抗蚀剂下层膜形成用组合物
CN104190272A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 北京碧水源膜科技有限公司 一种抗污染复合反渗透膜及其制备方法
CN104226128A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 浙江大学 一种在分离膜表面构造两性离子结构的方法及分离膜
WO2016107292A1 (zh) * 2014-12-30 2016-07-07 湖南澳维环保科技有限公司 一种亲水性抗污染聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法
CN104815567A (zh) * 2015-04-08 2015-08-05 天津大学 一种表面接枝聚乙烯基胺的反渗透膜及其制备方法
CN108136339A (zh) * 2016-01-11 2018-06-08 Lg 纳米水公司 用于提高通过tfc膜的水通量的方法
CN108295676A (zh) * 2018-01-29 2018-07-20 浙江大学 一种表面含混合电荷层的耐污染分离膜及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FANG YAN: "Improving the water permeability and antifouling property of thin-film composite polyamide nanofiltration membrane by modifying the active layer with triethanolamine", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 *
WANG, JING: "In Situ Surface Modification of Thin-Film Composite Polyamide Membrane with Zwitterions for Enhanced Chlorine Resistance and Transport Properties", 《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *
胡裕滔: "基于EDC\s-NHS调控聚酰胺反渗透膜表面物理化学性质及性能修复的探究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
魏菊: "单体结构对聚酰胺类复合膜分离性能的影响", 《高分子学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113041845A (zh) * 2021-02-26 2021-06-29 浙江理工大学 一种失效聚酰胺反渗透膜组件的原位修复方法
CN113041845B (zh) * 2021-02-26 2022-06-21 浙江理工大学 一种失效聚酰胺反渗透膜组件的原位修复方法
CN113083032A (zh) * 2021-04-26 2021-07-09 贵州省材料产业技术研究院 一种荷正电共混超滤膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110743377B (zh) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102294177B (zh) 一种含有磺酸甜菜碱型两性离子的反渗透复合膜
CN102120149B (zh) 一种耐酸型聚磺酰胺纳滤复合膜的制备方法
CN111437732B (zh) 一种高选择性高通量纳滤膜的制备方法
CN110743377B (zh) 同步提高聚酰胺反渗透复合膜通量及抗污染性能的方法
CN105363350A (zh) 一种非对称的含氯聚合物基荷电型中空纤维过滤膜及其制备方法
CN108325389B (zh) 一种吖内酯基聚酰胺膜及其制备方法
CN110960987B (zh) 一种高性能纳米杂化反渗透膜及其制备方法
CN113289498B (zh) 一种荷正电纳滤膜及其制备方法
CN112892231B (zh) 一种耐污染的高通量反渗透复合膜及其制备方法
CN102580561B (zh) 一种管式复合纳滤膜
CN108159891A (zh) 一种n-亚磺酰胺基聚酰胺水软化疏松反渗透复合膜及其制备方法
Su et al. Effect of feed water characteristics on nanofiltration separating performance for brackish water treatment in the Huanghuai region of China
CN111790275A (zh) 一种可用于水质软化的纳滤复合膜制备方法
CN113230888A (zh) 一种聚乙烯亚胺改性纳滤膜及其制备方法
CN110801738B (zh) 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN113457466B (zh) 一种氧化超支化聚乙烯亚胺纳滤膜、制备方法及应用
CN111111448A (zh) 一种低压复合纳滤膜
CN102133506B (zh) 一种聚酰胺复合纳滤膜
CN110743383B (zh) 一种提高聚酰胺复合膜渗透通量的改性方法
CN113171686A (zh) 一种季铵盐表面改性的醋酸纤维素反渗透膜的制备方法
CN112742215A (zh) 一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法
CN104801209A (zh) 一种咪唑磺酸盐接枝型聚醚砜超低压纳滤膜
CN111282453B (zh) 一种高性能海水淡化膜的制备方法及制得的海水淡化膜
CN110624419B (zh) 一种反渗透膜环保再生利用方法
CN107362700A (zh) 一种染料中间体的纳滤分离方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant