CN112261989B - 耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件 - Google Patents
耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件，更详细地，涉及如下的耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件：对于有机物和无机物等污染物质的耐污染性优良，对于微生物等的抗菌性能优良，同时，流量和盐去除率优良，耐污染性和抗菌性能的持久性优良。
Description
技术领域
本发明涉及耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件，更详细地，涉及如下的耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件：对于有机物和无机物等污染物质的耐污染性优良，对于微生物等的抗菌性能优良，同时，流量和盐去除率优良，耐污染性和抗菌性能的持久性优良。
背景技术
通常，反渗透分离膜用于从溶液中分离解离的物质。现有的反渗透分离膜的使用用途为盐水或海水的脱盐工艺，这样的脱盐工艺提供适合家庭用、农业用、工业用水平的淡水或纯水。利用反渗透膜的脱盐工艺为通过加压盐水来从溶液中过滤溶解的离子或分子的工艺，通过加压，仅使水通过反渗透膜。将这样的利用反渗透膜的脱盐工艺用于商业需要具备几个条件，其中重要的一点就是很高的盐排除率。常规的将反渗透膜用于商业的盐排除率需要达97％以上。
另外，反渗透膜的常规类型为由在聚酯无纺布上涂敷疏水性的高分子物质来形成的微细多孔性支撑层以及形成在上述微细多孔性支撑层上的聚酰胺层构成的复合膜，通常，上述聚酰胺层通过多官能胺水溶液和多官能酰卤有机溶液的界面聚合来形成。上述微细多孔性支撑层在起到反渗透膜的支撑作用的同时具有高流量的特性，在上述聚酰胺层中确定对于盐的分离功能。
在此情况下，为了用于大容量的商业用途，上述反渗透分离膜的聚酰胺层的盐排除率需很高，同时，还需在相对较低压力下也能够透过大量的水。因此，对反渗透分离膜的研究主要关注于高盐排除率的具备，进而，还持续进行用于高流量、改善耐化学性的方向的研究。
如上所述，尝试多种方式来改善聚酰胺反渗透分离膜的性能，由此公开了具有优良的分离性能及透过性能且耐化学性突出的反渗透分离膜，但却仍未解决膜的物性中的膜的污染问题。
因此，急需研发具有如下效果的分离膜：对于有机物和无机物等的污染物质的耐污染性优良，对于微生物等的抗菌性能优良，同时，流量和盐去除率优良，耐污染性和抗菌性能的持久性优良。
发明内容
技术问题
本发明为了解决上述问题而提出，本发明所要实现的目的在于，提供如下的耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件：对于有机物和无机物等污染物质的耐污染性优良，对于微生物等的抗菌性能优良，同时，流量和盐去除率优良，耐污染性和抗菌性能的持久性优良。
技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种耐污染性反渗透分离膜，包括：多孔性支撑体；多孔性的高分子支撑层；聚酰胺层，通过使包含多官能胺化合物的第一溶液和包含多官能酰卤化合物的第二溶液界面聚合来形成；以及抗菌层，通过使抗菌剂与上述聚酰胺层的表面至少一部分共价键合而成，上述抗菌剂为由下述化学式1表示的化合物。
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1至R4分别独立地为氢离子或C1～C10的烷基，上述X－为卤素离子。
根据本发明的优选的一实施例，上述抗菌层可以包围上述聚酰胺层全部外部面。
并且，通过下述测量方法1测量的流量可以为24gfd以上，盐去除率可以为99％以上，流量减少率可以小于14％。
测量方法1
在25℃且225psi的条件下，运转浓度为2000ppm的氯化钠(NaCl)水溶液1小时来测量流量及盐去除率，在相同的水溶液中存在奶粉(dry milk)的条件下，运转2小时后测量相对于初期流量减少的流量比率来测量流量减少率。
另外，本发明提供一种耐污染性反渗透分离膜的制备方法，包括：步骤(1)，使用高分子溶液处理多孔性支撑体的上部面来形成多孔性的高分子支撑层；步骤(2)，将上述高分子支撑层与包含多官能胺化合物的第一溶液接触后，使用包含多官能酰卤化合物的第二溶液处理所接触的高分子支撑层，由此在高分子支撑层的上面部形成聚酰胺层；以及步骤(3)，使用包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理上述聚酰胺层来形成与聚酰胺层的表面至少一部分共价键合的抗菌层，上述抗菌剂由下述化学式1表示。
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1至R4分别独立地为氢离子或C1～C10的烷基，上述X－为卤素离子。
根据本发明的优选的一实施例，上述步骤(2)的多官能胺化合物可以包含选自由间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺以及二亚甲基哌嗪组成的组中的一种以上。
并且，上述步骤(2)的多官能酰卤化合物可以包含选自由均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、1，3，5-环己烷三羰基氯以及1，2，3，4-环己烷四羰基氯组成的组中的一种以上。
并且，上述步骤(3)的共价键合可以为上述聚酰胺层的酰卤化合物的剩余官能团与抗菌剂共价键合，上述抗菌剂可以为由上述化学式1表示的化合物。
并且，相对于上述抗菌层形成溶液的总重量，包含0.001～0.6重量百分比的上述抗菌剂。
并且，在上述步骤(3)中，可以在10～98℃的温度下使用包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理5～600秒钟。
并且，上述步骤(1)的高分子溶液可以包含选自由聚砜类高分子、聚酰胺类高分子、聚酰亚胺类高分子、聚酯类高分子、烯烃类高分子、聚偏二氟乙烯、聚苯并咪唑高分子以及聚丙烯腈组成的组中的一种以上的高分子物质。
并且，上述步骤(1)的高分子溶液包含选自由N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或二甲基乙酰胺(DMAc)组成的组中的一种以上的溶剂。
并且，本发明提供一种包括上述耐污染性反渗透分离膜的耐污染性反渗透组件。
发明的效果
本发明的耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件具有如下的效果：对于有机物和无机物等污染物质的耐污染性优良，对于微生物等的抗菌性能优良，同时，流量和盐去除率优良，耐污染性和抗菌性能的持久性优良。
具体实施方式
以下，将详细说明本发明的一实施例，使得本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施。本发明能够以多种不同形态体现，并不限定于在此说明的实施例。
为了帮助理解本发明的耐污染性反渗透分离膜，将通过后述的制备方法说明本发明的耐污染性反渗透分离膜。
本发明一实施例的耐污染性反渗透分离膜的制备方法包括：步骤(1)，使用高分子溶液处理多孔性支撑体的上部面来形成多孔性的高分子支撑层；步骤(2)，将上述高分子支撑层与包含多官能胺化合物的第一溶液接触后，使用包含多官能酰卤化合物的第二溶液处理所接触的高分子支撑层，由此在高分子支撑层的上面部形成聚酰胺层；以及步骤(3)，使用包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理上述聚酰胺层来形成与聚酰胺层的表面至少一部分共价键合的抗菌层，上述抗菌剂由下述化学式1表示。
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1至R4分别独立地为氢离子或C1～C10的烷基，上述X－为卤素离子。
首先，对使用高分子溶液处理多孔性支撑体的上部面来形成多孔性的高分子支撑层的步骤(1)进行说明。
上述多孔性支撑体只要是在该领域中通常起到反渗透分离膜的支撑体作用的，就可以不受限制地使用，但优选地，可以为织物、针织物或无纺布，更优选地，可以为无纺布。
在上述布料为无纺布的情况下，可以通过调节无纺布中包含的纤维的种类、纤度、纤维的长度、克重、密度等来调节所目标的支撑体的孔隙率、孔径、强度、透过性等物性。
上述支撑体的材质只要是能够起到膜的支撑体的作用、通常用于分离膜的支撑体的材质就可以不受限制地使用，但优选地，可以使用选自由聚酯、聚丙烯、尼龙及聚乙烯组成的组中的合成纤维或者包含纤维素类的天然纤维。
上述支撑体的平均孔径只要是该领域中通常可以使用的支撑体的平均孔径就不受限制，作为非限制性例，支撑体的平均孔径可以为1～100μm，更优选地，平均孔径可以为1～50μm。
优选地，本发明的支撑体的厚度为20～150μm，若小于20μm，则整体膜的强度和支撑作用不足，若大于150μm，则可能成为流量降低的原因，而且还可能使组件的加工性受到制约。
并且，对在上述多孔性支撑体的上面部处理的高分子溶液进行说明。
首先，包含在上述高分子溶液的溶剂只要是能够使包含在高分子溶液的高分子物质不形成沉淀物的均匀溶解的溶剂，就不受特别限制，更优选地，可以为N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺等的单独或混合形态。
上述高分子物质可以使用常规的反渗透膜高分子支撑层所包含的高分子物质，考虑到机械性强度，优选地，使用重均分子量在65000～150000范围的高分子，如优选一例，可以包含选自由聚砜类高分子、聚酰胺类高分子、聚酰亚胺类高分子、聚酯类高分子、烯烃类高分子、聚偏二氟乙烯、聚苯并咪唑高分子以及聚丙烯腈组成的组中的一种以上。
优选地，上述高分子溶液可以包含7～35重量百分比的上述高分子物质。若高分子物质小于7重量百分比，则具有硬度降低且由于溶液粘度低而难以制备膜的问题，若大于35重量百分比，则由于高分子溶液的浓度过高而难以制备膜。
用于本发明的反渗透分离膜的高分子支撑层为常规微细多孔性支撑层，其种类不受特别限制，通常具有可使透过水透过的充分的大小，但不能大到妨碍形成于其上的超薄膜的交联。在此情况下，优选地，多孔性支撑层的孔径为1～500nm，若大于500nm，则在形成薄膜后，上述超薄膜会向其孔径内凹陷，可能难以实现所需的平坦的片状结构。
接着，对将上述高分子支撑层浸渍于包含多官能胺化合物的第一溶液后，使用包含多官能酰卤化合物的第二溶液处理所浸渍的高分子支撑层来在高分子支撑层的上部面形成聚酰胺层的步骤(2)进行说明。
包含在上述第一溶液的多官能胺化合物可以为每个单体具有2～3个胺官能团的物质，可以为包含伯胺或仲胺的聚胺。在此情况下，可以使用间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺作为聚胺及使用芳香族伯二胺作为取代产物，或者如另一例，可使用如脂肪族伯二胺、环己二胺的脂环族伯二胺、如哌嗪的脂环族仲胺、芳香族仲胺等。更优选地，可以使用上述多官能胺化合物中的间苯二胺，在此情况下，优选地，浓度为包含0.5～10重量百分比的间苯二胺的水溶液形态，更优选地，可以包含1～4重量百分比的间苯二胺。
而且，上述高分子支撑层可以在包含上述胺化合物的第一溶液中浸渍0.1～10分钟，优选地，可以浸渍0.5～1分钟。
并且，包含在上述第二溶液的多官能酰卤化合物能够以包含选自由均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、1，3，5-环己烷三羰基氯以及1，2，3，4-环己烷四羰基氯组成的组中的一种以上的方式以单独或混合形态使用。
上述多官能酰卤化合物能够以0.01～2重量百分比溶解于脂肪族烃熔剂中，优选地，能够以0.05～0.3重量百分比溶解于脂肪族烃熔剂中，在此情况下，优选地，可以混合使用碳原子数为5～12个的n-烷烃和碳原子数为8个的饱和或不饱和烃的结构异构体或者使用碳原子数为5～7个的环烃作为脂肪族烃熔剂。当形成本发明的聚酰胺层时，使用上述多官能酰卤化合物处理经包含上述多官能胺化合物的水溶液处理的膜0.1～10分钟，更优选地，处理0.5～1分钟。
之后，对使用包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理上述聚酰胺层来形成与聚酰胺层的表面至少一部分共价键合的抗菌层的步骤(3)。
上述抗菌剂通过与上述聚酰胺层的表面至少一部分共价键合来形成抗菌层，上述抗菌剂包含由下述化学式1表示的化合物。
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1至R4可分别独立地为氢离子或C1～C10的烷基，上述X－为卤素离子，优选地，上述R1至R4可分别独立地为氢离子或C1～C6的烷基，上述X－可以为F－或Cl－，更优选地，上述R1至R4可分别独立地为氢离子或C1～C4的烷基，上述X－可以为Cl－。
另外，上述步骤(3)的共价键合可以为上述聚酰胺层的酰卤化合物的剩余官能团与抗菌剂共价键合，上述抗菌剂可以为由上述化学式1表示的化合物。
随着作为由上述化学式1表示的化合物的抗菌剂通过与上述聚酰胺层的表面至少一部分共价键合来形成抗菌层，可以示出如下的效果：改善对于如无机物及有机物、微生物的污染物质的耐污染性，显著提高在盐水、废水、海水的多种原水条件下的耐污染性，耐久性优良。由此，本发明的耐污染性反渗透分离膜可以从根源上防止运转中发生的膜污染现象，比现有商用化的分离膜的清洗周期长，可以节减运转费用，提高运转效率，可以提高分离膜的寿命，因此可适用于多种用途。
另外，在上述步骤(3)中，可以在10～98℃的温度下使用上述包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理上述聚酰胺层来形成抗菌层，优选地，可以在20～95℃温度下处理5～600秒钟，优选地，可以处理10～300秒钟，更优选地，可以处理20～240秒钟。若不能满足上述抗菌层形成溶液的处理温度条件，则可能由于抗菌层不易形成而使耐污染性及抗菌性降低，使耐污染性和抗菌性能的持久性降低。并且，若上述处理时间小于5秒钟，则可能由于不能形成所目标水平的抗菌层而使耐污染性及抗菌性降低，使耐污染性和抗菌性能的持久性降低，若处理时间超过600秒钟，则可能使初期流量及盐去除率降低。
在此情况下，上述抗菌层形成溶液的处理方法可以使用常规方法进行处理，优选地，可以通过喷雾或浸渍进行，但不限于此。
另外，相对于上述抗菌层形成溶液的总重量，可以包含0.001～0.6重量百分比的上述抗菌剂，优选地，可以包含0.005～0.5重量百分比的上述抗菌剂，更优选地，可以包含0.01～0.45重量百分比的上述抗菌剂。若相对于上述抗菌层形成溶液的总重量，上述抗菌剂小于0.001重量百分比，则可能使耐污染性及抗菌性降低，使耐污染性和抗菌性能的持久性降低，若上述抗菌剂大于0.6重量百分比，则可能使初期流量及盐去除率降低。
另外，在上述步骤(3)之后，本发明的耐污染性反渗透分离膜的制备方法还可包括步骤(4)，在20～95℃的温度条件下，分别使用碱性水溶液及蒸馏水清洗1～150分钟来去除残留物及杂质。
通过上述制备方法制备的本发明的耐污染性反渗透分离膜包括：多孔性支撑体；多孔性的高分子支撑层；聚酰胺层，通过使包含多官能胺化合物的第一溶液和包含多官能酰卤化合物的第二溶液界面聚合来形成；以及抗菌层，通过使抗菌剂与上述聚酰胺层的表面至少一部分共价键合而成，上述抗菌剂为由上述化学式1表示的化合物。
关于后述的与耐污染性反渗透分离膜有关的说明，将省略与前面说明的耐污染性反渗透分离膜的制备方法相同的内容。
另外，本发明一实施例的耐污染性反渗透分离膜所具有的多孔性支撑体、高分子支撑层及聚酰胺层的结合结构可以变更，随着可以具有各层能够以多个层设置，或者在多孔性支撑体的两面依次层叠高分子支撑层及聚酰胺层等的多种结合结构，本发明对其并无特殊限定。如一例，本发明的耐污染性反渗透分离膜可以包括多孔性支撑体、形成于多孔性支撑体的上面部的高分子支撑层以及形成于高分子支撑层上面部的聚酰胺层来形成。
如上所述，上述抗菌层可以形成于上述聚酰胺层表面的至少一部分，优选地，可以包围上述聚酰胺层的全部外部面来形成。由此，可以示出如下的效果：对于有机物和无机物等的污染物质的耐污染性更优良，对于微生物等的抗菌性能更优良，同时，流量和盐去除率更优良，耐污染性和抗菌性能的持久性更优良。
另外，本发明的耐污染性反渗透分离膜通过下述测量方法1测量的流量可以为24gfd以上，优选地，流量可以为25gfd以上，盐去除率可以为99％以上，优选地，盐去除率可以为99.5％以上，流量减少率可以小于14％，优选地，流量减少率可以小于12％，更优选地，流量减少率可以小于5％。
测量方法1
在25℃且225psi的条件下，运转浓度为2000ppm的氯化钠(NaCl)水溶液1小时来测量流量及盐去除率，在相同的水溶液中存在奶粉的条件下，运转2小时后测量相对于初期流量减少的流量比率来测量流量减少率。
另外，本发明提供包括上述本发明的耐污染性反渗透分离膜的耐污染性反渗透组件。
上述反渗透组件的结构可以与该领域通常可以使用的反渗透组件相同，作为与此相关的非限制例，上述反渗透膜可以包括：隔板，用于形成流路；以及端帽，能够以螺旋缠绕型卷绕在多孔性透过水流出管，用于保持卷绕在卷绕于膜的两末端的分离膜的形状稳定性。上述隔板和端帽的材料、形状、大小可以为通常的反渗透组件所使用的隔板和端帽。如上所述，卷曲的反渗透膜可罩住外壳，上述外壳的材质、大小、形状也可以是通常的反渗透组件所使用的外壳的材质、大小、形状。
并且，根据本发明优选的一实例的反渗透组件能够以本发明的反渗透分离膜能够以螺旋缠绕型卷绕在多孔性透过水流出管的方式包含于上述外壳内。
本发明的耐污染性反渗透分离膜、其制备方法以及包括其的耐污染性反渗透组件具有如下的效果：对于有机物和无机物等污染物质的耐污染性优良，对于微生物等的抗菌性能优良，同时，流量和盐去除率优良，耐污染性和抗菌性能的持久性优良。
发明实施方式
以下，通过下述实施例说明本发明。其中，下述实施例仅为了例示本发明而提出，本发明的发明要求保护范围并不限定于下述实施例。
实施例
实施例1：制备耐污染性反渗透分离膜
在聚酯无纺布上，以125μm的平均厚度压铸包含二甲基甲酰胺作为溶剂及包含17.5重量百分比的聚砜作为高分子物质的高分子溶液，然后，立即浸渍在温度为25℃的蒸馏水进行相转移来形成高分子支撑层后，进行充分水洗来取代支撑层内的溶剂和水后，保管于纯水中。之后，将高分子支撑层浸渍在用作第一溶液的包含2.25重量百分比的作为多官能胺化合物的间苯二胺的水溶液1分钟，然后通过压合的方法去除表面的水溶液层。接着，将浸渍的高分子支撑层浸渍在用作第二溶液的包含0.07重量百分比的作为多官能酰卤化合物的均苯三甲酰氯及0.03重量百分比的间苯二甲酰氯的有机溶液1分钟来进行界面聚合后，在25℃的温度下干燥1分钟，从而在高分子支撑层的上部面形成聚酰胺层。
形成上述聚酰胺层之后，立即浸渍在用作抗菌层形成溶液的包含0.2重量百分比的作为由下述化学式1表示的化合物的抗菌剂的水溶液1分钟后，浸渍在用作碱性溶液的包含0.2重量百分比的碳酸钠的水溶液2分钟后去除未反应残留物，并水洗30分钟来制备耐污染性反渗透分离膜。
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1为氢原子，R2至R4分别为甲基，X－为Cl－。
实施例2～11及比较例1
以与上述实施例1相同的方式实施，如下述表1至表3所示，变更抗菌剂含量、抗菌层形成溶液处理时间及抗菌层形成与否来制备耐污染性反渗透分离膜。
比较例2
以与上述实施例1相同的方式实施，将抗菌剂变更为N-2-氨基乙基-2，3，4，5，6-五羟基己酰胺来制备反渗透分离膜。
比较例3
以与上述实施例1相同的方式实施，在形成抗菌层时，浸渍在包含0.2重量百分比的末端没有胺基的2，3-环氧丙基三甲基氯化铵的水溶液来物理性吸附，以物理性方式形成抗菌层来制备反渗透分离膜。
实验例
对根据实施例及比较例制备的耐污染性反渗透分离膜进行下述物性的评价，并在下述表1至表3示出。
1.抗菌性能评价
为了对根据实施例及比较例制备的耐污染性反渗透分离膜进行抗菌性能的评价，以JIS Z 2010、膜紧贴法为标准评价抗菌性能，将分别包含初期菌数为1.7×104(细菌数/cm2)的金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureus)及初期菌数为1.6×104(细菌数/cm2)的大肠杆菌(Escherichia coli)的试验菌液分别接种到试片后，用标准膜覆盖并分布均匀后，在35℃的温度、90％的相对湿度的条件下，静置培养24小时后，使用中和溶液中和后，采取溶液在培养基中培养24小时，并测量菌数(细菌数/cm2)。
2.流量及盐去除率的评价
对于根据实施例及比较例制备的耐污染性反渗透分离膜，在2000ppm氯化钠水溶液中，以25℃且225psi的条件运转1小时后，采取样品来测量流量及盐去除率。
3.耐污染性的评价
对于根据实施例及比较例制备的耐污染性反渗透分离膜，在分别独立包含50ppm的奶粉、5ppm的十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、50ppm的十二烷基硫酸钠(SDS)及5ppm的聚乙二醇辛基苯基醚(Triton-X100)的2000ppm氯化钠溶液中，以25℃、225psi及运转2小时的条件评价相对于初期流量的流量减少率。
4.耐久性的评价
对于根据实施例及比较例制备的耐污染性反渗透分离膜，在0.1重量百分比的氢氧化钠、0.2重量百分比的盐酸的原水条件下，以225psi且25℃的运转条件分别依次运转1小时并用纯水清洗后，测量运转前、后的表面电荷。根据是否具有表面电荷测量结果的变化来验证表面的抗菌层在酸、碱条件下是否脱离的耐久性(表面电荷值不变的情况为○，表面电荷值变化的情况为×)。
表1
表2
表3
正如可以从上述表1至表3知道的，可以确认，相比于不满足至少一个条件的实施例2、实施例7、实施例8、实施例11及比较例1～3，满足本发明的抗菌剂含量、抗菌层形成溶液处理时间、抗菌层形成与否、抗菌剂种类及抗菌层和聚酰胺层之间的结合方法等所有条件的实施例1、实施例3～6、实施例9及实施例10可以同时示出如下的效果：流量及盐去除率优良，流量减少率低，耐污染性显著优良。
以上，说明了本发明的一实施例，但本发明的思想并不局限于灶本说明书中提出的实施例，理解本发明的思想的普通技术人员可以在相同的思想范围内通过结构要素的附加、变更、删除、追加等轻易提出其他实施例，这些也包含在本发明的思想范围内。
Claims (11)
1.一种耐污染性反渗透分离膜，其特征在于，包括：
多孔性支撑体；
多孔性的高分子支撑层；
形成在上述高分子支撑层的上表面的聚酰胺层，通过将高分子支撑层的上表面和包含多官能胺化合物的第一溶液接触以及使用包含多官能酰卤化合物的第二溶液处理所得的高分子支撑层，以进行上述第一溶液和上述第二溶液的界面聚合来形成；以及
抗菌层，通过使抗菌剂与上述聚酰胺层的表面至少一部分共价键合而成，上述抗菌剂为由下述化学式1表示的化合物，
其中，通过处理抗菌层形成溶液来在上述聚酰胺层的表面至少一部分上形成上述抗菌层，相对于抗菌层形成溶液的总重量，上述抗菌层形成溶液包含0.001～0.6重量百分比的上述抗菌剂；
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1至R4分别独立地为氢离子或C1～C10的烷基，上述X－为卤素离子。
2.根据权利要求1所述的耐污染性反渗透分离膜，其特征在于，上述抗菌层包围上述聚酰胺层的全部外部面。
3.根据权利要求1所述的耐污染性反渗透分离膜，其特征在于，通过下述测量方法1测量的流量为24gfd以上，盐去除率为99％以上，流量减少率小于14％，
测量方法1：
在25℃且225psi的条件下，运转浓度为2000ppm的氯化钠水溶液1小时来测量流量及盐去除率，在相同的水溶液中存在奶粉的条件下，运转2小时后测量相对于初期流量减少的流量比率来测量流量减少率。
4.一种耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，包括：
步骤(1)，使用高分子溶液处理多孔性支撑体的上部面来形成多孔性的高分子支撑层；
步骤(2)，将上述高分子支撑层与包含多官能胺化合物的第一溶液接触后，使用包含多官能酰卤化合物的第二溶液处理所接触的高分子支撑层，由此在高分子支撑层的上面部形成聚酰胺层；以及
步骤(3)，使用包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理上述聚酰胺层来形成与聚酰胺层的表面至少一部分共价键合的抗菌层，其中相对于上述抗菌层形成溶液的总重量，上述抗菌剂的重量百分比为0.001～0.6，上述抗菌剂由下述化学式1表示，
化学式1：
在上述化学式1中，上述R1至R4分别独立地为氢离子或C1～C10的烷基，上述X－为卤素离子。
5.根据权利要求4所述的耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)的多官能胺化合物包含选自由间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺以及二亚甲基哌嗪组成的组中的一种以上。
6.根据权利要求4所述的耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)的多官能酰卤化合物包含选自由均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、1，3，5-环己烷三羰基氯以及1，2，3，4-环己烷四羰基氯组成的组中的一种以上。
7.根据权利要求4所述的耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，上述步骤(3)的共价键合为上述聚酰胺层的酰卤化合物的剩余官能团与抗菌剂共价键合，上述抗菌剂为由上述化学式1表示的化合物。
8.根据权利要求4所述的耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，在上述步骤(3)中，在10～98℃的温度下使用包含抗菌剂的抗菌层形成溶液处理5～600秒钟。
9.根据权利要求4所述的耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)的高分子溶液包含选自由聚砜类高分子、聚酰胺类高分子、聚酰亚胺类高分子、聚酯类高分子、烯烃类高分子、聚偏二氟乙烯、聚苯并咪唑高分子以及聚丙烯腈组成的组中的一种以上的高分子物质。
10.根据权利要求4所述的耐污染性反渗透分离膜的制备方法，其特征在于，上述步骤(1)的高分子溶液包含选自由N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺组成的组中的一种以上的溶剂。
11.一种耐污染性反渗透组件，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述的耐污染性反渗透分离膜。
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| CN115463549A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-12-13 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种抗生物污染的膜元件进水流道网的制备方法及应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000263709A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-26 | Toyobo Co Ltd | 抗菌性積層フィルム |
| CN102720057A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-10-10 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 含有季铵基的纤维材料及其合成方法 |
| CN105821654A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-03 | 东华大学 | 一种基于点击化学的耐久性棉织物抗菌整理方法 |
| CN107469649A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-15 | 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 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2409605C (en) | 2000-05-23 | 2009-10-27 | Osmonics, Inc. | Acid stable membranes for nanofiltration |
| CN100427189C (zh) * | 2002-07-16 | 2008-10-22 | 世韩工业株式会社 | 耐污染性优良的选择性分离膜的制造方法 |
| WO2008097786A2 (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-14 | Dow Global Technologies Inc. | Modified polyamide membrane |
| AU2007200609B2 (en) * | 2007-02-13 | 2008-11-20 | Saehan Industries Incorporation | Selective membrane having a high fouling resistance |
| JP2009045595A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nitto Denko Corp | 複合逆浸透膜及びこれを用いた膜分離方法 |
| JP5165362B2 (ja) * | 2007-12-21 | 2013-03-21 | 花王株式会社 | 抗菌剤 |
| JP2009195827A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Nitto Denko Corp | 複合半透膜及びその製造方法 |
| CN102715170B (zh) * | 2012-06-12 | 2014-10-15 | 重庆航凡蚕丝技术开发有限公司 | 一种阳离子抗菌剂及其制备方法和应用 |
| KR101944118B1 (ko) * | 2012-10-11 | 2019-01-30 | 도레이케미칼 주식회사 | 내오염 성능이 우수한 역삼투 복합막 및 그 제조방법 |
| US10398142B2 (en) * | 2013-11-05 | 2019-09-03 | Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education | Polycationic amphiphiles as antimicrobial agents |
| CN103691328A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-04-02 | 常州斯威克光伏新材料有限公司 | 一种耐污染的复合反渗透膜的制备方法 |
| CN106621851A (zh) * | 2015-10-28 | 2017-05-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种抗菌反渗透复合膜、其制备方法及应用 |
| CN105694053B (zh) * | 2016-03-16 | 2018-09-11 | 泉州亚林新材料科技有限公司 | 一种季铵盐改性壳聚糖抗菌剂及其制备方法和应用 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000263709A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-26 | Toyobo Co Ltd | 抗菌性積層フィルム |
| CN102720057A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-10-10 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 含有季铵基的纤维材料及其合成方法 |
| CN105821654A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-03 | 东华大学 | 一种基于点击化学的耐久性棉织物抗菌整理方法 |
| CN107469649A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-15 | 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 |
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