CN111282453B - 一种高性能海水淡化膜的制备方法及制得的海水淡化膜 - Google Patents

一种高性能海水淡化膜的制备方法及制得的海水淡化膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能海水淡化膜的制备方法及制得的海水淡化膜，所述高性能海水淡化膜的制备方法是采用传统的生产工艺，仅是在制备聚酰胺功能层时将一些精心筛选出来的添加剂分别添加入水相和油相中，并控制其添加量即可制备出高通量、高脱盐率的高性能海水淡化膜，所述制备方法简单、成本低廉，工艺成熟稳定，可控性好，所制备出的高性能海水淡化膜通量在62L/(m2﹒h)及以上，且同时脱盐率高达99.83％及以上，可以同时满足高通量和高脱盐率，且表面粗糙度低，抗污染性好。

Description

一种高性能海水淡化膜的制备方法及制得的海水淡化膜
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域，更具体地，涉及一种高性能海水淡化膜的制备方法及制得的海水淡化膜。
背景技术
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。蒸馏法能耗较高，也在逐渐丧失经济效益。反渗透法通常又称为超过滤法，该方法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。反渗透法具有能耗低、出水质量高、设备投资少，建设周期短，占地面积小，运行成本低等优点，且随着反渗透膜技术的不断进步，其越来越受到人们的重视，市场占有率在迅猛提高。海水淡化膜(反渗透膜)是决定海水淡化效果的关键因素。
现有的海水淡化膜基本是以聚酰胺结构为主，首先在无纺布基材上制备多孔聚砜支撑层，之后在其上由间苯二胺与均苯三甲酰氯进行界面聚合反应得到交联芳香聚酰胺功能层。聚酰胺功能层的性能对海水淡化膜的性能有着至关重要的影响。在使用过程中海水淡化膜的脱盐能力和通量逐渐降低，导致产水质量得不到保证，能耗增加。因此，提升海水淡化膜的通量与脱盐率是海水淡化膜得以推广应用的关键所在。目前对于聚酰胺的生成反应方面的研究，多是针对反应单体，如专利CN 104474928公开了一种聚酰胺海水淡化复合膜及其制备方法，其聚酰胺功能层由间苯二胺、多元胺化合物与多元酰氯化合物反应制得，多元胺化合物选自氮杂芳香环多元胺化合物和脂肪族多元胺化合物，该技术方案通过在水相中添加多元胺化合物聚合单体，使得聚酰胺功能层的交联程度得到提高。但这种方式添加的多元胺化合物是一些特殊性单体，单体的合成复杂，造成生产成本增加。也有专利公开过在水相和油相中添加助剂以提高海水淡化膜的通量和脱盐率。但目前的海水淡化膜不能同时满足高脱盐率和高通量，尤其当脱盐率高达99.8％以上时，通量无法达到60L/(m2﹒h)。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种高性能海水淡化膜的制备方法，所述高性能海水淡化膜的制备方法无需改变传统的生产线，仍然可以采用现有的已经非常成熟的生产线，只需在水相、油相中添加一些低成本的添加剂即可制备得到同时能够实现高通量、高脱盐率的海水淡化膜。
本发明的另一目的在于提供利用所述方法制备得到的高性能海水淡化膜，所述高性能海水淡化膜通量在62L/(m2﹒h)以上，同时脱盐率高达99.83％及以上，可以同时满足高通量和高脱盐率。
本发明采取的技术方案如下：
一种高性能海水淡化膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将15～17％聚砜与83～85％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度范围在400～470mPa.s，静置脱泡20～30h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中15～25s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应50～70s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗，过5％～7％(质量分数)NaHSO3溶液处理，再浸入3％～5％(质量分数)甘油溶液保护；
其中，水相组成质量百分比为：2.8％～3.5％间苯二胺、2％～4％异丙醇、1～5％N-甲基吡咯烷酮、总量为4％～8％的胺类化合物和苯甲酸、余量水；其中苯甲酸和胺类化合物的酸碱摩尔比为1:1；
油相组成质量百分比为：0.18％～0.28％均苯三甲酰氯、3％～10％共溶剂、余量水。
本发明所述的高性能海水淡化膜的制备方法是采用传统的完全成熟的工艺，聚酰胺功能层的制备仍然是通过间苯二胺与均苯三甲酰氯的界面聚合反应得到，仅是将一些精心筛选出来的添加剂分别添加入水相和油相中，并控制其添加量，制备出了高通量、高脱盐率的高性能海水淡化膜。其中，异丙醇和N-甲基吡咯烷酮作为润湿剂，聚砜膜表面疏水，间苯二胺无法均匀分散在膜表面，加入润湿剂异丙醇和N-甲基吡咯烷酮，能够降低表面张力，可以使间苯二胺均匀分布在聚砜膜表面从而控制界面反应质量，提高通量、脱盐率；胺类化合物和苯甲酸作为聚砜膜孔保护剂，增加通量。
优选地，所述胺类化合物为N,N-二甲基苯胺、N,N-二丙基-1-丙胺、N,N-二羟乙基-对甲基苯胺、三乙胺、三乙醇胺、三甲胺中的一种或多种。
优选地，步骤S2中所述共溶剂为苯甲醚、苯乙醚、氯苯、乙基苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
优选地，步骤S2中经过去离子水漂洗的时间为1～10min。
优选地，步骤S2中过5％～7％NaHSO3溶液处理的时间为0.1～3min。
优选地，步骤S2中浸入3％～5％甘油溶液保护的时间为3～10min。
优选地，所述制备方法还包括：步骤S3、配制质量浓度为0.5～2％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，烘干得到海水淡化膜。本发明所述的制备方法后期还在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，一方面可以降低海水淡化膜的粗糙度，使其表面更平整，提高海水淡化膜抗污染性能，另一方面使得原本呈阴性的海水淡化膜呈现电中性，也可以进一步减少海水淡化膜对阳性杂质离子的吸附能力，提高海水淡化膜通量、脱盐率、抗污染性，以及延长海水淡化膜使用时间。优选地，步骤S3涂布的聚乙烯醇层的厚度为1～50μm。
由所述的制备方法制备得到的高性能海水淡化膜。本发明利用所述制备方法制备得到的高性能海水淡化膜通量在62L/(m2﹒h)以上，脱盐率高达99.83％及以上，可以同时满足高通量和高脱盐率，且所述高性能海水淡化膜表面粗糙度低，抗污染性好，呈电中性，使用时间久。
上述制备方法为实验室小试实验，通过实验室小试实验确定了该技术方案的可行性。将上述实验方案推广至中试和大试进行大批量生产，所制备出的海水淡化膜通量依然在62L/(m2﹒h)，脱盐率在99.8％以上，且产量可达14000m2/d。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述的高性能海水淡化膜的制备方法是采用传统的完全成熟的工艺，仅是在制备聚酰胺功能层时将一些精心筛选出来的添加剂分别添加入水相和油相中，并控制其添加量即可制备出高通量、高脱盐率的高性能海水淡化膜；所述制备方法简单、成本低廉，工艺成熟稳定，可控性好，并且适用于大规模工业应用；
(2)本发明所述的制备方法后期在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，一方面可以降低海水淡化膜的粗糙度，使其表面更平整，提高海水淡化膜抗污染性能，另一方面使得原本呈阴性的海水淡化膜呈现电中性，也可以进一步减少高海水淡化膜对阳性杂质离子的吸附能力，提高海水淡化膜通量、脱盐率、抗污染性，以及延长海水淡化膜使用时间。
附图说明
图1为本发明实施例1所述海水淡化膜的SEM图。
图2为本发明实施例1所述海水淡化膜的AFM图。
图3为实施例1海水淡化膜与苦咸水膜三维图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例和对比例将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗5min，过6％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入4％甘油溶液保护5min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3％苯甲醚、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.6μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例2
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗5min，过6％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入4％甘油溶液保护5min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、7％苯甲醚、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.2μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例3
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡20h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗3min，过6％NaHSO3溶液处理1min，再浸入4％甘油溶液保护7min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.28％均苯三甲酰氯、10％苯甲醚、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.9μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例4
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡20h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗7min，过7％NaHSO3溶液处理3min，再浸入3％甘油溶液保护3min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、3％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、2.16％N,N-二丙基-1-丙胺、1.84％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3.5％苯乙醚、3.5％甲苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为26.1μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例5
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗10min，过7％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入3％甘油溶液保护4min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、3％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3.24％N,N-二丙基-1-丙胺、2.76％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3.5％苯乙醚、3.5％甲苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.2μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例6
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗10min，过7％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入3％甘油溶液保护4min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、3％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、4.32％N,N-二丙基-1-丙胺、3.68％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3.5％苯乙醚、3.5％甲苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.5μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例7
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗10min，过5％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入5％甘油溶液保护4min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、3％异丙醇、1％N-甲基吡咯烷酮、3.24％N,N-二丙基-1-丙胺、2.76％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3.5％苯乙醚、3.5％甲苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.2μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例8
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗10min，过5％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入5％甘油溶液保护4min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、3％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3.24％N,N-二丙基-1-丙胺、2.76％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3.5％苯乙醚、3.5％甲苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.0μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例9
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗10min，过5％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入5％甘油溶液保护4min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、3％异丙醇、5％N-甲基吡咯烷酮、3.24％N,N-二丙基-1-丙胺、2.76％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3.5％苯乙醚、3.5％甲苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.6μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例10
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗5min，过6％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入4％甘油溶液保护5min；其中，水相组成质量百分比为：2.8％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.18％均苯三甲酰氯、1.5％苯甲醚、1.5％氯苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.1μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例11
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗5min，过6％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入4％甘油溶液保护5min；其中，水相组成质量百分比为：3.5％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.28％均苯三甲酰氯、5％苯甲醚、5％氯苯、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为1％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.3μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例12
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗5min，过6％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入4％甘油溶液保护5min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3％苯甲醚、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为0.5％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.7μm，烘干得到海水淡化膜。
实施例13
一种高性能海水淡化膜，其制备过程如下：
S1、将16.8％聚砜与83.2％N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度434mPa.s，静置脱泡24h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20～30μm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中20s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应60s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗5min，过6％NaHSO3溶液处理0.5min，再浸入4％甘油溶液保护5min；其中，水相组成质量百分比为：3％间苯二胺、2.5％异丙醇、2.5％N-甲基吡咯烷酮、3％N,N-二甲基苯胺、3％苯甲酸、余量水；油相组成质量百分比为0.23％均苯三甲酰氯、3％苯甲醚、余量石脑油；
S3、配制质量浓度为2％聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，厚度为25.4μm，烘干得到海水淡化膜。
对比例1
一种海水淡化膜，其制备过程与实施例1基本相同，区别在于，本对比例1用5％的十二烷基苯磺酸钠替代实施例1中的异丙醇和N-甲基吡咯烷酮。
对比例2
一种海水淡化膜，其制备过程与实施例1基本相同，区别在于，本对比例2用同等质量的樟脑磺酸替代实施例1中的苯甲酸。
对比例3
一种海水淡化膜，其制备过程与实施例1基本相同，区别在于，本对比例3没有进行步骤S3。
对比例4
一种海水淡化膜，其制备过程与实施例1基本相同，区别在于，本对比例4没有添加苯甲醚。
对比例5
一种海水淡化膜，其制备过程与实施例4基本相同，区别在于，本对比例5中N,N-二丙基-1-丙胺含量为1％。
对比例6
一种海水淡化膜，其制备过程与实施例7基本相同，区别在于，本对比例6中没有添加异丙醇。
对实施例1至13、对比例1至6所制备的海水淡化膜进行通量和脱盐率测试，测试条件为：温度：25℃；压力：5.5MPa/800psi；NaCl浓度：32000ppm；平板膜测试9个位点取平均值。测试结果见表1。
表1
测试项目 通量//L/(m<sup>2</sup>﹒h) 脱盐率/％
实施例1 62.67 99.87
实施例2 65.72 99.84
实施例3 68.23 99.85
实施例4 64.11 99.85
实施例5 66.74 99.87
实施例6 65.98 99.88
实施例7 62.89 99.87
实施例8 65.97 99.88
实施例9 64.56 99.83
实施例10 62.17 99.86
实施例11 62.57 99.88
实施例12 62.60 99.86
实施例13 62.30 99.87
对比例1 55.88 99.69
对比例2 56.76 99.70
对比例3 59.89 99.80
对比例4 55.76 99.75
对比例5 57.89 99.77
对比例6 56.77 99.79
实施例1所述海水淡化膜的SEM图和AFM图分别如图1、图2所示，由图1、图2可知，实施例1所述海水淡化膜表面较为光滑平整，粗糙度偏低。实施例1所述的海水淡化膜与苦咸水膜(型号：A2019.10.30-1)的三维图如图3所示。
经测量，实施例1，12，13海水淡化膜的粗糙度Ra为53.4nm，52.8nm，51.1nm，苦咸水膜的糙度Ra为81.8nm。
实施例1，12，13海水淡化膜、苦咸水膜的pH、导电性、Zeta电位分别见表2。
表2
pH 导电性/(mS/m) Zeta电位/(mV)
实施例1 6.31 16.45 -0.32
实施例12 6.52 16.34 -0.18
实施例13 6.34 16.55 -0.10
苦咸水膜 6.83 16.63 -50.00
当含有电解质的水溶液在膜样品之间流动时，由于膜的表面带有电荷，会吸引溶液中带有相反电荷的离子，因此从溶液主体部分到膜表面形成一定的浓度差，而Zeta电位就是测溶液主体部分与膜表面溶液稳定层之间的电势差。由表2可知，本发明所制备的高性能海水淡化膜接近呈中性，相比于呈电阴性的膜，其对溶液中阳性离子的吸附作用很弱。
本发明还进一步考察了所述高性能海水淡化膜的长期使用稳定性，考察方法如下：将
将实施例1所述的高性能海水淡化膜、进水格网、产水格网围绕产水中心管卷制，并与端盖、外壳封装而成的SW-8040膜元件，按照GB/T34241-2017中测试条件温度：25℃；压力：5.5MPa/800psi；NaCl浓度：32000ppm。起始运行条件下产水量为38.80m3/d，脱盐率为99.81％(将海水淡化膜制成膜元件后测试的结果与之间测海水淡化膜有一定差异，属正常现象)，运行1个月后产水量为38.44m3/d,脱盐率为99.85％，运行3个月后产水量为38.15m3/d，脱盐率99.88％，运行6个月后产水量为38.09m3/d，脱盐率为99.88％(GB/T34241-2017SW-8040性能指标要求为：产水量≥22.7m3/d，脱盐率≥99.6％)，长期运行，脱盐率变化较小，说明实施例1中膜片性能稳定。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将15～17%聚砜与83～85%N,N-二甲基甲酰胺混合，搅拌溶解成均一铸膜液，粘度范围在400~470mPa·s，静置脱泡20～30h，将铸膜液用刮刀直接刮在无纺布后，浸入水中沉淀出20~30µm聚砜层，洗去溶剂得到支撑层膜片；
S2、将步骤S1中支撑层膜片浸入水相溶液中15～25s，取出沥干表面残留溶液，再将整个膜片浸入油相溶液进行界面聚合反应50～70s，形成聚酰胺层，沥干表面残留溶液，然后经过去离子水漂洗，过质量分数为5%~7%NaHSO3溶液处理，再浸入质量分数为3%~5%甘油溶液保护；其中，水相组成质量百分比为：2.8%～3.5%间苯二胺、2%～4%异丙醇、1～5% N-甲基吡咯烷酮、总量为4%~8%的胺类化合物和苯甲酸、余量水；其中苯甲酸和胺类化合物的酸碱摩尔比为1:1；
油相组成质量百分比为：0.18%～0.28% 均苯三甲酰氯、3%～10%共溶剂、余量石油脑；步骤S2中所述共溶剂为苯甲醚、苯乙醚、氯苯、乙基苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，所述胺类化合物为N,N-二甲基苯胺、N,N-二丙基-1-丙胺、N,N-二羟乙基-对甲基苯胺、三乙胺、三乙醇胺、三甲胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，根据权利要求1所述的高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中经过去离子水漂洗的时间为1～10min。
4.根据权利要求1所述的高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中过质量分数为5%~7%NaHSO3溶液处理的时间为0.1～3min。
5.根据权利要求1所述的高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中浸入质量分数为3%~5%甘油溶液保护的时间为3～10min。
6.根据权利要求1所述的高性能海水淡化膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：步骤S3、配制质量浓度为0.5~2%聚乙烯醇溶液，在聚酰胺层上涂布一层聚乙烯醇层，烘干得到海水淡化膜。
7.由权利要求1至6任一项权利要求所述的制备方法制备得到的高性能海水淡化膜。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113769593B (zh) * 2021-07-09 2023-12-29 上海唯赛勃环保科技股份有限公司 一种用于盐湖提锂的纳滤膜及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6015495A (en) * 1998-02-18 2000-01-18 Saehan Industries Incorporation Composite polyamide reverse osmosis membrane and method of producing the same
JP3379963B2 (ja) * 1996-03-18 2003-02-24 日東電工株式会社 逆浸透複合膜及びこれを用いた水の逆浸透処理方法
CN101569836A (zh) * 2009-03-27 2009-11-04 上海应用技术学院 高通量复合反渗透膜及其制备方法
CN105169971A (zh) * 2015-09-09 2015-12-23 中国海洋大学 一种反渗透复合膜
CN110064312A (zh) * 2019-04-29 2019-07-30 袁书珊 一种高通量耐溶剂界面聚合复合膜及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000186142A (ja) * 1998-12-21 2000-07-04 Kuraray Co Ltd ポリアミドの製造方法
KR20110098503A (ko) * 2010-02-26 2011-09-01 고려대학교 산학협력단 향상된 내염소성을 가지는 폴리아미드 역삼투막 및 이의 제조방법
CN106178998A (zh) * 2016-06-16 2016-12-07 湖南沁森环保高科技有限公司 超低压高通量复合反渗透膜的制备方法及其制得的反渗透膜
CN109985531A (zh) * 2019-04-08 2019-07-09 天津大学 一种利用硅酸乙酯作为油相共溶剂制备反渗透膜的方法
CN110433666A (zh) * 2019-09-02 2019-11-12 天津大学 抗污染抗结垢聚酰胺复合膜、原料、制备方法及应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3379963B2 (ja) * 1996-03-18 2003-02-24 日東電工株式会社 逆浸透複合膜及びこれを用いた水の逆浸透処理方法
US6015495A (en) * 1998-02-18 2000-01-18 Saehan Industries Incorporation Composite polyamide reverse osmosis membrane and method of producing the same
CN101569836A (zh) * 2009-03-27 2009-11-04 上海应用技术学院 高通量复合反渗透膜及其制备方法
CN105169971A (zh) * 2015-09-09 2015-12-23 中国海洋大学 一种反渗透复合膜
CN110064312A (zh) * 2019-04-29 2019-07-30 袁书珊 一种高通量耐溶剂界面聚合复合膜及其制备方法

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