CN111871235A - 一种复合反渗透膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合反渗透膜及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111871235A
CN111871235A CN202010690672.5A CN202010690672A CN111871235A CN 111871235 A CN111871235 A CN 111871235A CN 202010690672 A CN202010690672 A CN 202010690672A CN 111871235 A CN111871235 A CN 111871235A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reverse osmosis
layer
osmosis membrane
polyurethane acrylate
polysulfone
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
CN202010690672.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111871235B (zh
Inventor
邬军辉
赵伟国
孙家宽
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.)
Wanhua Chemical Group Co Ltd
Original Assignee
Wanhua Chemical Group Co Ltd
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 Wanhua Chemical Group Co Ltd filed Critical Wanhua Chemical Group Co Ltd
Priority to CN202010690672.5A priority Critical patent/CN111871235B/zh
Publication of CN111871235A publication Critical patent/CN111871235A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111871235B publication Critical patent/CN111871235B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • 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
    • 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
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

一种具有低操作压力和高透水性能的复合反渗透膜及其制备方法和应用，该反渗透膜包括聚砜多孔支撑层和致密脱盐层，且聚砜多孔支撑层和致密脱盐层之间含有一个聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层。其中，所述聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层是通过将含光引发剂、表面活性剂、过氧化氢致孔剂和可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯水分散体的稀释液在紫外光处理后固化形成的。本发明引入的聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层不仅可以增加反渗透聚酰胺脱盐层与聚砜支撑层之间的结合力，使其更能耐受停机产生的背压，而且还在0.4～0.9MPa的低操作压力下具有高透水性能，特别适合于进水TDS小于500ppm的自来水等淡盐水的脱盐处理。

Description

一种复合反渗透膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别是一种低操作压力和高透水性的反渗透膜及其制备方法和应用
背景技术
反渗透膜作为一种有效的脱盐技术，其应用领域已经逐步由海水淡化、工业纯水制造等传统领域逐步拓展到民用净水等方面，如家用反渗透净水器、办公室RO饮水机。与海水淡化或工业纯水制造等不同，民用净水所用的反渗透膜有其显著特点：1)民用反渗透净水器一般以TDS小于500ppm的市政自来水等淡盐水作为进水；2)考虑到机器噪音等问题，民用反渗透膜净水器的操作压力一般在0.4～0.9MPa的低压范围内。然而，海水淡化或工业用反渗透膜在此低压范围内的透水性较差，进而导致净水器内大部分的反渗透浓水作为废水排放掉了，引起极大的水资源浪费。因此，需要开发在0.4～0.9MPa的低操作压力下仍具有高透水性的反渗透膜，可以将净水器内反渗透浓水比例尽可能降低，减少水资源浪费。
在开发低压下仍具有高透水性反渗透膜方面，有很多发明者在脱盐层配方和制备工艺上做出了很多努力。例如，中国发明专利CN1211151C在聚砜基膜上涂布水相溶液和油相溶液后，趁油相溶液未干燥之前再次涂布高浓度的TMC油相溶液，得到反渗透膜透水性提升约50％；中国发明专利CN1104939C在水相溶液和油相中均添加异丙醇，也大幅度提高了透水性，且对氯化钠和异丙醇均具有较好的脱盐率；中国发明专利CN104437110B在水相中添加不同种类的氨基酸，在略微牺牲了脱盐率的同时，明显提升了反渗透膜的透水性。上述发明专利所提到的方法尽管在一定程度上能提升反渗透膜的透水性，但是将该反渗透膜用于家用净水器时，在0.4～0.9MPa的低操作压力下仍存在废水较多的问题，不能满足将净水器废水比(净水器排放掉的废水流量占进水流量的百分比)控制在50％甚至40％以下的要求。
为了提升反渗透膜的透水性能，一方面需要通过降低多元胺和多元酰氯单体的浓度，适当降低聚酰胺脱盐层的交联度和厚度，另一方面还需要解决低交联度、更薄的聚酰胺脱盐层在疏水聚砜支撑面表面的结合强度问题。本发明人经过深入研究，发现通过紫外光固化技术，在疏水的聚砜多孔支撑层和更薄的聚酰胺脱盐层之间，引入一个较亲水的聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层，不仅可以增强聚酰胺脱盐层与聚砜多孔支撑层之间的结合强度，而且还可以获得很高的透水性。
可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯是一种含有不饱和双键的丙烯酸酯低聚物，其分子结构中同时含有氨基甲酸酯、丙烯酸酯官能团和封端的羟基。紫外光固化技术是利用光引发剂在紫外光照射下，引发不饱和有机单体进行聚合、接枝和交联等化学反应达到迅速固化的一种新兴技术。在本发明中，光引发剂在紫外光照射下，聚砜高分子链中烃基上的活性氢和聚氨酯丙烯酸酯上的双键均可产生大量自由基，在引发聚氨酯丙烯酸酯聚合形成中间层的同时，还可通过聚砜产生的自由基将该中间层接枝到聚砜多孔支撑层的高分子链上，使中间层与聚砜多孔支撑层牢固结合。另外，该中间层上封端的羟基官能团也会参与到多元胺/多元酰氯缩聚反应形成脱盐层的过程中，通过羟基与酰氯的脱水缩合反应，使更薄的聚酰胺脱盐层与中间层牢固结合。因此，在聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层的辅助下，较低交联度、更薄的聚酰胺脱盐层也可获得更高的结合强度。
虽然现有技术中已形成一些关于提高反渗透膜透水性的技术方案，但这些技术方案在低操作压力下提高反渗透膜对淡盐水的透水性能方面还需进一步改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有低操作压力和高透水性的复合反渗透膜。
本发明的另一目的在于提供该反渗透膜的制备方法，方法的优势在于易于实现连续化生产，无需对生产线进行大的改动即可放大生产。另外，本发明引入的聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层不仅可以增加反渗透聚酰胺脱盐层与聚砜支撑层之间的结合力，使其更能耐受停机产生的背压，而且还在0.4～0.9MPa的低操作压力下具有高透水性能，减少浓盐水的排放，特别适合于进水TDS小于500ppm的自来水等淡盐水的脱盐处理。
本发明的又一目的在于提供该反渗透膜应用于水处理组件或装置中，和/或，应用于水处理方法中的用途。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明第一方面提供一种具有低操作压力和高透水性能的复合反渗透膜，该反渗透膜包括聚砜多孔支撑层和致密脱盐层，且聚砜多孔支撑层和致密脱盐层之间含有一个聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层。其中，所述聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层是通过将含光引发剂、表面活性剂、过氧化氢致孔剂和可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯水分散体的稀释液在紫外光处理后固化形成的，聚氨酯丙烯酸酯在光引发剂和紫外光的作用下快速交联固化形成亲水性中间层，并产生热量；与此同时，稀释液内的致孔剂过氧化氢受热分解直接产生氧气，并从中间层逸出，使中间层产生多孔结构。该亲水且具有多孔结构的中间层为致密脱盐层提供支撑。所述致密脱盐层通过间苯二胺、哌嗪和均苯三甲酰氯界面反应形成的聚酰胺和聚哌嗪酰胺的交联共聚物。
本发明中，所述可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯水分散体中的聚合物只要是含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，且在水中均匀分散即可。作为商品聚氨酯丙烯酸酯水分散体，可举例如科思创公司的
Figure BDA0002589234940000041
UV2317和巴斯夫公司的
Figure BDA0002589234940000042
UA 9059等。
本发明中，所述光引发剂优选2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯和2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的任一种或两者组合。
本发明中，所述致孔剂优选过氧化氢。
作为一种优选的具体实施方案中，所述多孔支撑层为形成于无纺布上的聚砜支撑膜。所述聚砜支撑膜的制备可采用本领域现有的公知技术进行制得，对此不作特别限定。一种优选的具体实施方式中，用于制备聚砜支撑膜的铸膜液中含有质量百分比为16.0～18.0％的聚砜树脂、质量百分比为10.0～15.0％的乙二醇单甲醚和质量百分比为0.01～1％的十二烷基硫酸钠，这些组分溶解于极性溶剂中得到聚砜铸膜液；之后将过滤脱泡的聚砜铸膜液涂刮在无纺布(例如聚酯无纺布等)上；然后进入水中经相转化成膜，清洗(主要除去溶剂和添加剂等)后得到聚砜支撑膜；所述的极性溶剂优选包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
本发明的第二方面提供本发明的具有低操作压力和高透水性能的复合反渗透膜的制备方法，制备方法包括以下步骤：
(1)将可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯水分散体、表面活性剂、光引发剂和致孔剂加入到水中，室温下搅拌，配制成聚氨酯丙烯酸酯稀释液；
(2)将聚砜多孔支撑层浸泡在过量的聚氨酯丙烯酸酯稀释液中10～60秒，然后用风刀除去膜表面多余稀释液；
(3)再将步骤(2)处理后的聚砜多孔支撑层放入紫外光灯箱内，进行紫外光固化处理，得到含有聚氨酯丙烯酸酯涂层的聚砜多孔支撑层；
(4)将含有聚氨酯丙烯酸酯涂层的聚砜多孔支撑层与含有间苯二胺、哌嗪、磷酸三钠和十二烷基硫酸钠的水相溶液接触优选接触超过15～60s，使用风刀除去膜表面多余水珠，再与均苯三甲酰氯的正癸烷油相溶液在室温下接触，优选接触30～60s，发生界面反应，形成脱盐层，热处理后，除去多余油相溶剂，最后将得到的反渗透膜浸泡在去离子水中。
本发明的复合反渗透膜的制备方法中，步骤(1)所述聚氨酯丙烯酸酯稀释液中，基于稀释液总质量，光引发剂的质量百分比为0.001～0.01％，聚氨酯丙烯酸酯的质量百分比为0.05～0.15％，表面活性剂的质量百分比是0.05～0.10％，致孔剂的质量百分比是0.1～2.0％，其余是水。
本发明的复合反渗透膜的制备方法中，步骤(3)所述紫外光固化处理过程时间为1～10s，紫外光的功率密度是60～100W/cm。
本发明的复合反渗透膜的制备方法中，步骤(4)所述水相溶液中，间苯二胺的质量百分比为0.1～1.0％，哌嗪的质量百分比为0.5～2.0％；磷酸三钠的质量百分比为0.5～1.5％，十二烷基硫酸钠的质量百分比为0.05～0.15％。步骤(4)所述正癸烷油相溶液中均苯三甲酰氯的质量百分比为0.05～0.15％。水相溶液和油相溶液的用量以使膜完全浸润为宜。
本发明的复合反渗透膜的制备方法中，步骤(4)所述的热处理条件是在60～100℃的热风烘箱中处理4～8min。
本发明第三方面提供所述的反渗透膜的应用，上文所述的具有低操作压力和高透水性能的反渗透膜或上文所述的制备方法制得的反渗透膜，作为具有低操作压力和高透水性能的反渗透膜应用于水处理组件或装置中，和/或应用于水处理方法中。所述水处理组件或装置可以是任意的可以应用于水处理过程中的安装有本发明的反渗透膜的组件或装置。所述“应用于水处理组件或装置中”包括应用于安装有本发明的反渗透膜的组件或装置产品，也包括应用于制备这种组件或装置的产品。所述组件例如可以是螺旋卷式膜组件和碟管式平板膜组件等。所述装置例如可以是家用/商用反渗透净水机及反渗透纯水装置。
本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明引入的聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层不仅可以增加反渗透聚酰胺脱盐层与聚砜支撑层之间的结合力，使其更能耐受停机产生的背压，而且具有在0.4～0.9MPa的低操作压力下，对TDS小于500ppm的淡盐水具有极高的透水性，在行业内公知的处理250ppm氯化钠自来水、0.41MPa下的测试条件下，反渗透膜片的渗透通量可达到55～60L/(m2·h)，氯化钠脱盐率在96.0～97.0％范围内，可以很好地满足家用净水器和办公室饮水机等领域的应用，且大幅度减少反渗透浓水的废水排放。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。以下实施例或对比例中所用的原料若未特别说明，均为市售工业级常规原料，主要原料信息见下表。
Figure BDA0002589234940000071
以下对本发明实施例或对比例中用到或可能用到的方法进行说明：
1.脱盐率和渗透通量的评价
脱盐率和渗透通量是评价反渗透膜分离性能的两个重要参数。本发明根据GB/T32373-2015《反渗透膜测试方法》对反渗透膜进行分离性能评价。
脱盐率(R)定义为：在一定的操作条件下，进料液盐浓度(Cf)与渗透液中盐浓度(Cp)之差，再除以进料液盐浓度(Cf)，如式(1)。
Figure BDA0002589234940000072
渗透通量定义为：在一定的操作条件下，单位时间内透过单位膜面积的水的体积，其单位为L/(m2·h)。
本发明中反渗透膜性能测定采用的操作条件为：进料液为250ppm的氯化钠水溶液，溶液pH为7.0±0.5，操作压力为60psi，操作温度为25±0.5℃。
2.耐背压性能评价
反渗透膜在运行时，不仅膜进水侧具有泵产生的作为产水推动力的压力，在透水侧也具有一定的压力。当泵突然停机时，膜进水侧压力会瞬间降为零，此时产水侧的压力则不会发生变化，该压力会使产水从膜产水侧向进水侧扩散。考虑到聚酰胺反渗透膜的非对称性，若聚酰胺脱盐层与聚砜支撑层之间结合强度较差，则部分脱盐层会从聚砜支撑层上剥离，造成反渗透通量和脱盐率的不可逆的下降。
本发明采用提高压力极限测试的方法，对反渗透膜反压，通过测试反压前后反渗透膜的通量和脱盐率的变化量，以表征反渗透膜的耐背压性能大小，进而间接衡量聚酰胺脱盐层与聚砜多孔支撑层之间的结合强度。具体步骤如下：
(1)取反渗透膜片，按照正常测试方法，将膜脱盐层一侧接触进水侧安放进膜池，在0.41MPa下，测试其脱盐率R0和渗透通量J0
(2)将反渗透膜片从膜池中取出，将反渗透膜片反向安装，使脱盐层一层接触透水侧，在极限压力1.05MPa下，对反渗透膜进行反压。
(3)在将反渗透膜片从膜池中取出，按照步骤(1)中方法，再次测试其脱盐率R1和J1
(4)计算反渗透膜反压前后的脱盐率和通量的差值ΔR和ΔJ分别入式(2)和式(3)表示：
ΔR＝R1-R0 (2)
ΔJ＝J1-J0 (3)
参考例1～6
聚砜支撑层的制备：将质量百分比为16.5％的聚砜树脂、10.0％的乙二醇单甲醚和0.1％的十二烷基硫酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中形成聚砜铸膜液；接着将过滤脱泡后的聚砜铸膜液涂刮在聚酯无纺布上；接着进入水中经相转化成膜，再经清洗得到聚砜支撑层，膜尺寸为16cm×12cm。
聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层制备：将可紫外光固化的商品聚氨酯丙烯酸酯水分散体、十二烷基硫酸钠、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯光引发剂和过氧化氢加入到去离子水中，室温下搅拌，配制成聚氨酯丙烯酸酯稀释液。将聚砜多孔支撑层在聚氨酯丙烯酸酯稀释液中浸泡一定时间，使用风刀除去膜表面多余水珠；再将浸润有聚氨酯丙烯酸酯稀释液的聚砜多孔支撑层放入紫外光灯箱(QL-UV400，东莞欧力自动化科技有限公司)内，进行紫外光固化处理一段时间，得到含有聚氨酯丙烯酸酯涂层的聚砜多孔支撑层。
不同聚氨酯丙烯酸酯质量的种类和百分比、光引发剂和过氧化氢的质量百分比和紫外光处理时间、功率密度得到的含聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层的聚砜多孔支撑层列于表1中。
对比例1～6
聚砜支撑层的制备：将质量百分比为16.5％的聚砜树脂、10.0％的乙二醇单甲醚和0.1％的十二烷基硫酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中形成聚砜铸膜液；接着将过滤脱泡后的聚砜铸膜液涂刮在聚酯无纺布上；接着进入水中经相转化成膜，再经清洗得到聚砜支撑层，膜尺寸为16cm×12cm。
致密脱盐层的制备：首先配制含不同质量百分比的间苯二胺、无水哌嗪和磷酸三钠和十二烷基硫酸钠的水相A溶液；接着将水相A溶液与湿态的聚砜支撑膜接触60秒，A溶液完全覆盖聚砜支撑膜；使用风刀除去表面多余的水分后，再将其与含不同质量百分比的均苯三甲酰氯的正癸烷油相B溶液接触反应30秒，B溶液完全覆盖聚砜支撑膜，界面缩聚形成聚酰胺复合膜；复合膜接着进入热风烘箱中热处理一定时间；最后将得到交联芳香聚酰胺反渗透膜浸泡在去离子水中待测。
不同间苯二胺质量、无水哌嗪和均苯三甲酰氯的质量百分比，热风烘箱温度和时间列于表2中。
不同对比例得到的反渗透膜在250ppm的氯化钠水溶液、溶液pH为7.0±0.5，操作压力为60psi，操作温度为25±0.5℃的测试条件下的渗透通量和脱盐率也列于表2中。
实施例1～12
含聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层的聚砜多孔支撑层选用参考例1～6的方法制备。
致密脱盐层的制备：首先配制含不同质量百分比的间苯二胺、不同质量百分比的无水哌嗪、磷酸三钠和十二烷基硫酸钠的水相A溶液；接着将水相A溶液与湿态的聚砜支撑膜接触60秒，A溶液完全覆盖聚砜支撑膜；除去表面多余的水分后，再将其与含均不同质量百分比的苯三甲酰氯的正癸烷油相B溶液接触反应30秒，B溶液完全覆盖聚砜支撑膜，界面缩聚形成聚酰胺复合膜；复合膜接着进入热风烘箱中热处理一段时间；最后将得到交联芳香聚酰胺反渗透膜浸泡在去离子水中待测。
是否含有聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层、中间层的种类、不同间苯二胺质量、无水哌嗪和均苯三甲酰氯的质量百分比，热风烘箱温度和时间列于表2中。
不同对比例得到的反渗透膜在250ppm的氯化钠水溶液、溶液pH为7.0±0.5，操作压力为60psi，操作温度为25±0.5℃的测试条件下的渗透通量和脱盐率列于表3中。
表1
Figure BDA0002589234940000111
表2
Figure BDA0002589234940000112
表3
Figure BDA0002589234940000121
结合表1、表2和表3的实验结果，相比对比例1～6不含有聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层的复合反渗透膜，实施例中含有中间层的反渗透膜整体上渗透通量提升50～70％，脱盐率也有提升或没有出现明显的降低。另外，耐背压性能测试结果表明，中间层的引入显著增强了反渗透膜的耐背压性能。
本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (11)

1.一种复合反渗透膜，其特征在于，该反渗透膜包括聚砜多孔支撑层和脱盐层，在聚砜多孔支撑层和脱盐层之间有一个聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层。
2.根据权利要求1所述的复合反渗透膜，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯多孔中间层是通过将含光引发剂、表面活性剂、致孔剂和可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯水分散体的稀释液在紫外光处理后固化形成的。
3.根据权利要求1或2所述的复合反渗透膜，其特征在于，所述脱盐层是通过间苯二胺、哌嗪和均苯三甲酰氯界面反应形成的聚酰胺和聚哌嗪酰胺的交联共聚物。
4.根据权利要求2或3所述的复合反渗透膜，其特征在于，所述光引发剂是2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯和/或2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮；和/或，所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的复合反渗透膜，其特征在于，所述致孔剂是过氧化氢。
6.权利要求1～5中任一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将可紫外光固化的聚氨酯丙烯酸酯水分散体、表面活性剂、光引发剂和致孔剂加入到水中，室温下搅拌，配制成聚氨酯丙烯酸酯稀释液；
(2)将聚砜多孔支撑层浸泡在聚氨酯丙烯酸酯稀释液中10～60秒，然后用风刀除去膜表面多余稀释液；
(3)将步骤(2)处理后的聚砜多孔支撑层进行紫外光固化处理，得到含有聚氨酯丙烯酸酯涂层的聚砜多孔支撑层；
(4)将含有聚氨酯丙烯酸酯涂层的聚砜多孔支撑层与含有间苯二胺、哌嗪、磷酸三钠和十二烷基硫酸钠的水相溶液接触，使用风刀除去膜表面多余水珠，再与均苯三甲酰氯的正癸烷油相溶液接触发生界面反应，形成脱盐层，热处理后，除去多余油相溶剂，得到反渗透膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚氨酯丙烯酸酯稀释液中，基于稀释液的总质量，光引发剂的质量百分比为0.001～0.01％，聚氨酯丙烯酸酯的质量百分比为0.05～0.15％，表面活性剂的质量百分比是0.05～0.10％，致孔剂的质量百分比是0.1～2.0％。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述紫外光固化处理过程时间为1～10s，紫外光的功率密度是60～100W/cm。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述水相溶液中，间苯二胺的质量百分比为0.1～1.0％，哌嗪的质量百分比为0.5～2.0％，磷酸三钠的质量百分比为0.5～1.5％，十二烷基硫酸钠的质量百分比为0.05～0.15％，所述正癸烷油相溶液中的均苯三甲酰氯的质量百分比为0.05～0.15％。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的热处理条件是在60～100℃的热风烘箱中处理4～8min。
11.权利要求1～5中任一项所述的反渗透膜或权利要求6～10中任一项所述的制备方法制得的反渗透膜，作为高渗透性的反渗透膜应用于水处理组件或装置中，和/或，应用于水处理方法中。
CN202010690672.5A 2020-07-17 2020-07-17 一种复合反渗透膜及其制备方法和应用 Active CN111871235B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010690672.5A CN111871235B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种复合反渗透膜及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010690672.5A CN111871235B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种复合反渗透膜及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111871235A true CN111871235A (zh) 2020-11-03
CN111871235B CN111871235B (zh) 2022-07-12

Family

ID=73155731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010690672.5A Active CN111871235B (zh) 2020-07-17 2020-07-17 一种复合反渗透膜及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111871235B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113600040A (zh) * 2021-07-28 2021-11-05 万华化学集团股份有限公司 一种高通量聚乙烯基反渗透膜及其制备方法和应用
CN114028956A (zh) * 2021-11-18 2022-02-11 浙江机电职业技术学院 反渗透膜及其制备方法和应用
WO2022190612A1 (ja) * 2021-03-09 2022-09-15 日東電工株式会社 分離膜及びその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105056770A (zh) * 2015-08-12 2015-11-18 华南农业大学 耐化学性超亲水及水下超疏油油水分离膜及其制备和应用
CN105148563A (zh) * 2015-08-12 2015-12-16 华南农业大学 湿度响应性超亲水超疏油油水分离膜及其制备方法和应用
KR20160078132A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 국민대학교산학협력단 친수성 분리막의 소수성화 표면 개질 방법 및 이를 통하여 제조되는 소수성 분리막

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160078132A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 국민대학교산학협력단 친수성 분리막의 소수성화 표면 개질 방법 및 이를 통하여 제조되는 소수성 분리막
CN105056770A (zh) * 2015-08-12 2015-11-18 华南农业大学 耐化学性超亲水及水下超疏油油水分离膜及其制备和应用
CN105148563A (zh) * 2015-08-12 2015-12-16 华南农业大学 湿度响应性超亲水超疏油油水分离膜及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANSUK CHOIA ET AL.: "Structural tailoring of sharkskin-mimetic patterned reverse osmosis membranes for optimizing biofouling resistance", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 *
罗春华主编: "《材料制备与性能测试实验》", 31 July 2019, 机械工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022190612A1 (ja) * 2021-03-09 2022-09-15 日東電工株式会社 分離膜及びその製造方法
CN113600040A (zh) * 2021-07-28 2021-11-05 万华化学集团股份有限公司 一种高通量聚乙烯基反渗透膜及其制备方法和应用
CN114028956A (zh) * 2021-11-18 2022-02-11 浙江机电职业技术学院 反渗透膜及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111871235B (zh) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111871235B (zh) 一种复合反渗透膜及其制备方法和应用
Singh et al. Introduction to membrane processes for water treatment
CA2844708C (en) Resilient cation exchange membranes
JP2004230280A (ja) 親水性ポリフッ化ビニリデン系樹脂多孔質膜の製造方法
CN112426894B (zh) 一种聚酰胺复合反渗透膜的制备方法及所得反渗透膜
WO2011136029A1 (ja) 複合半透膜
Rahimpour Preparation and modification of nano-porous polyimide (PI) membranes by UV photo-grafting process: Ultrafiltration and nanofiltration performance
WO2016114051A1 (ja) 中空糸膜、及び中空糸膜の製造方法
JP5459205B2 (ja) 複合半透膜およびその製造方法
CN114887486A (zh) 一种基于甘露醇的聚酯疏松复合纳滤膜及其制备方法与应用
JP5287353B2 (ja) 複合半透膜
CN110354684B (zh) 一种低能耗的反渗透膜及其制备方法和应用
CN110052170B (zh) 一种耐酸碱清洗的反渗透膜及其制备方法和应用
Shang et al. UF membrane of PVA modified with TDI
WO2017110898A1 (ja) 複合半透膜
CN116143233A (zh) 一种脱硼海水淡化反渗透膜的制备方法和由其制备的反渗透膜
Aburideh et al. Wastewater Treatment Using a Modified Cellulose Acetate Membrane
Rahman et al. Optimization of UV-photografting factors in preparation of polyacrylic-polyethersulfone forward osmosis membrane using response surface methodology
JP2002018245A (ja) 耐汚染性多孔質濾過膜
WO2020178892A1 (ja) ファウリング抑制能付与剤およびそれを用いてなる水処理膜
EP0467903B1 (en) Process for the preparation of chlorine-resistant polyester semipermeable membranes
CN115337800B (zh) 一种高脱盐抗氧化聚酰胺反渗透膜、其制备方法及其应用
WO2023058485A1 (ja) 水処理薬剤及び水処理膜
AU2005312347A1 (en) Membrane post treatment
US5013448A (en) Process for the preparation of chlorine-resistant polyester semipermeable membranes

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