CN112973462A - 一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,该高选择性反渗透膜是通过在聚砜超滤膜上界面聚合一层聚酰胺膜复合而成,高选择性反渗透膜的制备过程中,调控水相溶液中胺单体浓度在2.0~5.0wt%以及调控油相溶液中酰氯单体浓度在0.12~0.25wt%,并控制油相溶液中的酰氯单体质量浓度是水相溶液中胺单体质量浓度的1/20~1/10。通过本发明高选择性反渗透膜的制备方法,能够有效抑制膜表面缺陷的产生和二次结构的形成,在保证不大损失膜渗透性的同时,能大幅地提高膜的选择性。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法。
背景技术
地球上虽然大部分地方都是水,但是其基本上都是海水,而海水中富含高浓度无机盐,重金属元素等,因此海水不能为人类所直接利用。20世纪中叶,美国专门设立了盐水办公室试图采用反渗透膜技术来淡化海水解决极度干旱的问题。
当时的膜材料主要是醋酸纤维素,膜为正反两面高度对称的结构,这在一定程度上增加了膜厚从而导致其渗透性偏低;随后,印度裔科学家索里拉金(SrinivasaSourirajan)和美国科学家洛布(Sidney Loeb)开发了非对称式的醋酸纤维素膜,膜的渗透性得到大幅提高并使其走向商业化应用;到了20世纪80年代,美国的卡多特(John E.Cadotte)申请了世界上第一个界面聚合法制备反渗透膜的专利(US4277344),这标志着制膜工艺新时代的到来。复合反渗透膜由无纺布、超滤中间层、功能分离层三层组成,其结构可以分别单独优化进而提高膜的分离性能。当今市场上商业反渗透膜大多为通过界面聚合形成的薄层复合膜,这也反应了界面聚合复合膜重要的历史地位。
最近的研究报道显示,一些病毒、细菌等大分子(其分子尺寸在10 ~ 100 nm)可以透过反渗透膜。此外,文献中报道过1~5 nm大小的金纳米颗粒能穿透过聚酰胺膜。而通常认为由间苯二胺和均苯三甲酰氯合成出来的聚酰胺膜表面没有孔,膜对无机盐和水的分离机制是依靠溶剂和溶质的溶解-扩散差异性,随即产生的化学势差导致了盐水的分离现象。而水分子和无机盐(氯化钠)分子尺寸均小于1 nm,这些可能说明聚酰胺膜表面存在缺陷,缺陷的到来将大幅降低其对小分子物质(如无机盐氯化钠,氯化镁,硫酸镁,硫酸钠等)的截留率。膜表面的缺陷可能来源于快速释放的纳米气泡,当聚酰胺实际分离层较薄不足以抵挡这种释放作用时,膜表面缺陷就会产生。但是盲目地提高反应中胺单体和酰氯单体的浓度来试图增加对纳米气泡的释放作用显得不太可行,反应中胺单体和酰氯单体的浓度过高可能会引发膜的二次生长,膜层实际阻挡层以及整体层厚度将会增加,厚度的增大将显著降低膜的渗透性,而膜表面的二次生长将会影响膜的致密性从而降低其选择性。本发明通过调控水相溶液中胺单体浓度以及调控油相溶液中酰氯单体浓度,抑制膜表面缺陷的产生,同时控制二次结构的形成,在保证膜渗透性的同时,进一步优化膜的选择性。为优化界面聚合单体浓度的工艺配方提供新思路。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,即聚酰胺膜表面存在的缺陷来源不明确的问题,并且至今没有研究报道如何基于调控反应单体浓度去避免缺陷的产生,此外现有文献中对聚酰胺层二次结构的关注较少,二次结构膜层的交联度和致密性都值得进一步探讨。本发明通过调控水相溶液中胺单体浓度以及调控油相溶液中酰氯单体浓度,发现了聚酰胺膜表面形貌变化的规律:要保证聚酰胺足够的渗透性则要求间苯二胺的浓度偏高,这有利于修饰膜表面结节状结构为叶片状结构;在此基础上,基于水相溶液中的胺单体质量浓度与油相溶液中酰氯单体质量浓度的比值固定在20:1的条件下,提高均苯三甲酰氯的浓度保证聚酰胺层足够的致密分离层的厚度(膜的本征厚度)以此来包裹纳米气泡的快速释放,从而避免膜表面缺陷的产生。此外通过膜层交联度分析,我们发现膜表面二次结构的致密性远低于初生态膜。因此在提高均苯三甲酰氯浓度的同时,需要控制其含量不要过高以避免二次结构的形成。此外,二次结构一旦形成,膜层的本征厚度和表观厚度将会变大,这在一定程度上会降低膜的渗透性。
针对上述规律,所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)水相溶液的配制:在超纯水中加入胺单体和带有亲水性基团的有机弱酸,并加入有机碱,搅拌分散均匀得到水相溶液;其中配制的水相溶液中,胺单体的添加浓度为2.0~ 5.0wt%;
2)油相溶液的配制:在Isopar-G溶剂中溶解酰氯单体,超声混合均匀得到油相溶液;其中配制的油相溶液中,酰氯单体的浓度为0.12 ~ 0.25wt%,并且所述油相溶液中的酰氯单体质量浓度是步骤1)所得水相溶液中胺单体质量浓度的1/20 ~ 1/10;
3)界面聚合制备复合膜:将步骤1)配制的水相溶液倒在聚砜超滤膜PSF表面浸润1~ 3 min后,采用氮气气刀对聚砜超滤膜PSF表面进行除水干燥,待聚砜膜表面没有明显的液滴时,再将聚砜超滤膜PSF置于通风橱中自然通风干燥1 ~ 3 min;随后将步骤2)配制的油相溶液在刚刚浸润过水相溶液的聚砜超滤膜PSF表面,持续时间20 ~ 60 s完成界面聚合反应后,倒掉聚砜超滤膜PSF表面多余的油相溶液,将聚砜超滤膜PSF垂直静置沥干后,于烘箱中干燥,即得到高选择性反渗透膜产品。
所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,步骤1)中胺单体为间苯二胺;所述有机弱酸为樟脑磺酸,樟脑磺酸在水相溶液中的浓度为3.8 ~ 4.2wt%,优选为4.0wt%;添加的有机碱为三乙胺,三乙胺在水相溶液中的添加浓度为2.5 ~ 3.0wt%。
所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,步骤2)中酰氯单体为均苯三甲酰氯。
所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于步骤3)中,水相溶液倒在聚砜超滤膜PSF表面浸润的时间为2.0 min,通风橱中自然通风干燥的时间为2.0 min。
所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于步骤3)中,界面聚合反应的时间为30 s;倒掉聚砜超滤膜PSF表面多余的油相溶液后,将聚砜超滤膜PSF垂直静置沥干的时间为20 ~ 30 s。
所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于步骤3)中,烘箱中干燥的温度为90 ~ 95 ℃,干燥时间为6 ~ 10 min。
需要说明的是,本发明文中说明的浓度%,均是指质量浓度wt%。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:
本发明基于调控反应单体浓度探索了聚酰胺膜表面的缺陷产生条件。通过控制水相溶液中的胺单体浓度与油相溶液中酰氯单体浓度,抑制膜表面缺陷的产生和二次结构的形成,在保证不大损失膜渗透性的同时,能大幅地提高膜的选择性。并且对本发明获得的高选择性反渗透膜进行测试表征,获得了以下结论:
1、通过SEM扫描电镜分析找到了全芳香聚酰胺膜表面缺陷的直接证据;
2、分析到了膜表面缺陷产生的条件。根据调控水相溶液中胺单体浓度以及调控油相溶液中酰氯单体浓度,进而调控膜表面形貌变化的规律,结合纳米发泡理论修饰聚酰胺层脊谷状结构理论。可以得出如下结论:当聚酰胺层本征厚度较小时,纳米气泡的快速释放将会冲破聚酰胺的束缚从而产生缺陷;
3、为保证膜较高的选择性,不仅要避免膜表面缺陷产生,还要控制膜表面交联度较低的二次结构的形成。而二次结构的新形成与油相中均苯三甲酰氯的浓度强烈相关。
附图说明
图1是对比例1 ~ 5中最终制得的膜产品D-1、D-2、D-3、D-4和D-5的SEM表征结果对照图。
图2是对比例6 ~ 8中最终制得的膜产品W-1、W-2、W-3的SEM表征结果对照图。
图3是对比例4中最终制得的膜产品D-4以及对比例9 ~ 10中最终制得的膜产品B-1、B-2的SEM表征结果对照图。
图4是对比例11中最终制得的膜产品F-1的6张SEM表征结果图。
图5是对比例12中最终制得的膜产品F-2的3张SEM表征结果图。
图6是膜产品D-5、B-1、B-2分别进行膜表面SEM表征和横截面TEM图表征的结果对比图。
图7是膜产品M-1、M-3分别进行SEM图表征和TEM图表征的结果对比图。
图8是全芳香聚酰胺膜的微纳结构信息示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
以下实施例和对比例中,支撑底膜均是选用来自湖州研究院的聚砜超滤膜,其切割分子量为35KDa,在使用之前用超纯水对其背面和表面进行冲洗干净以备用。
为制备出高选择性的反渗透膜,本发明展开了一些空白对照实验,以此探讨膜表面缺陷的产生条件。基于此,再优化制膜的浓度配方以掩盖膜表面缺陷从而制备高选择性的反渗透膜,具体的案例将在具体实施例中展示。
一、空白对照组:探讨膜表面缺陷的产生条件
对比例1:
一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)水相溶液的配制:在超纯水中加入间苯二胺和樟脑磺酸,并加入三乙胺,搅拌分散均匀得到水相溶液;其中配制的水相溶液中,间苯二胺的添加浓度为2.0wt%,樟脑磺酸的浓度是4wt%,三乙胺的浓度是2.8wt%;
2)油相溶液的配制:在Isopar-G溶剂中溶解均苯三甲酰氯,超声混合均匀得到油相溶液;其中配制的油相溶液中,均苯三甲酰氯的浓度为0.01wt%;
3)界面聚合制备复合膜:将步骤1)配制的水相溶液在室温下倒在聚砜超滤膜PSF表面浸润2 min后,采用氮气气刀对聚砜超滤膜PSF表面进行除水干燥,待聚砜膜表面没有明显的液滴时,再将聚砜超滤膜PSF置于通风橱中自然通风干燥2 min;随后将步骤2)配制的油相溶液在室温下倒在刚刚浸润过水相溶液的聚砜超滤膜PSF表面,持续时间30 s完成界面聚合反应后,倒掉聚砜超滤膜PSF表面多余的油相溶液,将聚砜超滤膜PSF垂直静置沥干20 s后,于烘箱中95℃干燥8 min,即得到高选择性反渗透膜产品。随后,将所制备的复合膜取出,在超纯水中存放12 h以备用完成后续膜的渗透选择性表征。该膜编号命名为D-1。
对比例2:
膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.02wt%”,其余的步骤均和对比例1相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为D-2。
对比例3:
膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.05wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为D-3。
对比例4:
膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.10wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为D-4。
对比例5:
膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.40wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为D-5。
对比例6:
膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为0.2wt%,油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.10wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为W-1。
对比例7:
膜的制备步骤重复对比例6,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为0.5wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为W-2。
对比例8:
膜的制备步骤重复对比例6,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为8.0wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为W-3。
对比例9:
膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为4.0wt%,油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.2wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为B-1。
对比例10:
膜的制备步骤重复对比例9,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为8.0wt%,油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.4wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为B-2。
对比例11:
膜的制备步骤重复对比例4,区别之处仅在于“水相溶液和油相溶液在使用前,均先加热至60 ℃”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为F-1。
对比列12:
膜的制备步骤重复对比例4,区别之处仅在于“油相溶液中还添加有0.05%wt浓度的全氟己基磺酸钾”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为F-2。
二、实施例
为制备高选择性的复合膜,可通过优化单体浓度配方避免聚酰胺膜表面缺陷的产生、抑制膜表面二次结构的形成。具体的实施案例如下:
1、膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.13wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为M-1。
2、膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.16wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为M-2。
3、膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为3.0wt%,油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.2wt%,反应之前将水相溶液及油相溶液均加热至45 ℃”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为M-3。
4、膜的制备步骤重复对比例1,区别之处仅在于“水相溶液中间苯二胺的浓度替换为4.0wt%,油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度替换为0.22wt%”,其余的步骤均和其相同,最终制备得到复合反渗透膜。该膜的编号命名为M-4。
对比例1 ~ 5中最终制得的膜产品D-1、D-2、D-3、D-4和D-5的SEM表征结果对照图如图1所示。对比例1 ~ 5进行制备膜产品的过程中,油相溶液中均苯三甲酰氯浓度依次增加。从图1中可以发现,膜产品制备过程中随着油相溶液中的均苯三甲酰氯浓度不断降低,制得相应膜产品的膜表面由结节状结构变化为叶片状结构。当油相溶液中的均苯三甲酰氯浓度较低时,制得的膜产品D-1、D-2表面均出现了大量的孔洞(膜产品表面存在明显的孔洞,即表示膜表面有缺陷产生),但是当均苯三甲酰氯浓度极高时,制得的膜产品D-5的膜表面出现了堆积式的生长,即聚酰胺底层的结节状或者叶片状上面又长出了新的叶片状物质,我们把新长出来的特征结构称之为二次结构或者次级结构。
对比例6 ~ 8中最终制得的膜产品W-1、W-2、W-3的SEM表征结果对照图如图2所示。对比例6 ~ 8进行制备膜产品的过程中,水相溶液中间苯二胺浓度依次增加。从图2中可以发现,当水相溶液中的间苯二胺浓度极高时,制得的膜产品W-3的膜表面又出现了缺陷。这是因为随着水相中间苯二胺浓度的提高,而间苯二胺水溶液显碱性,碱性的提高促进了水相中二氧化碳纳米气泡的释放,这加剧了其对聚酰胺层脊谷状结构的修饰作用从而易于产生缺陷。
对比例4中最终制得的膜产品D-4以及对比例9 ~ 10中最终制得的膜产品B-1、B-2的SEM表征结果对照图如图3所示。从图3中可以发现,膜产品B-1和B-2相对于D-4,膜表面出现了大量的二次结构。膜产品B-1和B-2对应的制备条件为,水相溶液中胺单体的浓度均极其高,造成它们膜表面产生较多二次结构的原因在于:在反应过程中,纳米气泡往远离水油界面位置处释放的过程中也会推动水相中的胺单体向油相中扩散,在聚酰胺层原始层位置上方与邻近的均苯三甲酰氯反应形成二次结构。
图4为对比例11中最终制得的膜产品F-1的6张SEM表征结果图。从图4中可以看出,水相溶液中间苯二胺浓度2.0wt%以及油相溶液中均苯三甲酰氯浓度0.1wt%的条件下,当水相温度提高至60 ℃时,膜产品F-1表面产生了大量的叶片状结构,并产生了大量的缺陷,这是因为:高温破坏了水相溶液中的酸碱平衡,促进了水相溶液中碳酸根、碳酸氢根离子的分解,二氧化碳释放含量的提高也会加剧其对聚酰胺层的修饰作用,当膜较小的本征厚度难以阻挡其释放作用时,缺陷就随之产生。
图5为对比例12中最终制得的膜产品F-2的3张SEM表征结果图。从图5中可以看出,当油相中添加0.05wt%全氟己基磺酸钾后,膜产品F-2表面产生了大量的叶片状结构并且还有一些二次结构,在二次结构上面出现了明显的破损,即孔洞,膜表面产生了大量的缺陷。表面活性剂具有发泡剂的作用,其活化了纳米气泡的释放因而也易于形成缺陷。
从图6中可发现膜表面的二次结构和横截面的多层孔洞结构相对应。图6中,从a)、b)到c)分别为D-5、B-1、B-2膜表面SEM图。与之相对应的从d)、e)到f)分别为D-5、B-1、B-2膜的横截面TEM图。从图6中膜的表面形貌看(即SEM图),在原始的结节状结构上面出现了新的结节状结构,即膜表面出现了堆积式生长。从膜的截面上看(即TEM图),截面的内部出现了多层孔洞,这说明着截面与其表面的对应性。再次说明较高的均苯三甲酰氯浓度条件下,所制得的膜产品易形成二次(次级)结构。
图7为膜产品M-1、M-3分别进行SEM图表征和TEM图表征的结果对比图。图7中,a)、b)分别为膜产品M-1、M-3膜表面SEM图,与之相对应的c)、d)分别为膜产品M-1、M-3膜的横截面TEM图。从图7中可发现膜产品M-1、M-3膜表面(即SEM图)均具有一定比例的叶片状结构和结节状结构,并且没有孔洞(缺陷)。此外膜产品M-1、M-3膜的横截面TEM图可发现膜层没有多层孔结构,均为单层孔结构。膜表面没有缺陷保证了其较好的完整性,没有二次结构保证了其优异的致密性,综合这两方面因素实施例中膜具有较好选择性。
图8是全芳香聚酰胺膜的横截面微纳结构信息示意图,其包括致密分离层的本征厚度(intrinsic thickness)部分、截面内部含有空心的纳米囊泡结构部分、有孔的背面结构以及外层次级结构(在特定的情况下存在)部分。从底部到表面的垂直距离为聚酰胺的表观厚度(apparent thickness)。当聚酰胺层的本征厚度较小难以包裹住纳米气泡的释放作用时,膜表面产生了缺陷。
对膜产品D-4、D-5、B-1、B-2、M-1 ~ M-4分别进行XPS测试,XPS探测到的是膜层表面10 nm以内位置处的元素含量信息(C, N, O),根据扫描出来的元素含量计算得到了氧氮原子含量的比值(a),再依据氧氮元素含量比值计算膜层的交联度(CD),计算公式为:CD =(4-2a)/(1+a)。膜产品D-4、D-5、B-1、B-2、M-1 ~ M-4的膜层交联度结果汇总于表1中。
表1是膜层交联度的数据,从表1中可以发现B-1, B-2, D-5膜层的交联度远小于其它膜,这是因为其表面产生了二次结构,二次结构远离水油界面,该位置处反应单体浓度低,因而其交联度和致密性较原始层较低,这说明了二次结构的形成不利于制备高选择性的反渗透膜。
以错流过滤系统评价膜的分离性能。以高浓度NaCl水溶液(NaCl的浓度为32 g/L)为进料液模拟海水。在外加测试压力驱动下,在膜的另一侧收取渗透液。测试条件设置为:进料液温度为25 ℃,进料液的pH为7.5 ± 0.5,测试压力为5.5 MPa。待膜 预压1小时后,再开始正式测试膜的渗透选择性。对本发明的对比例和实施例中制得的聚酰胺反渗透膜采用上述方法进行测试,膜性能测试结果详见下列表格2和3。
由表2数据分析可得,固定水相溶液中间苯二胺的浓度不变时,减小油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度,所制得的膜产品的水通量明显上升,这可归根于纳米气泡对膜层强大的修饰作用从而导致粗糙程度加大。此外膜表面缺陷随之产生,这是因为膜层的本征厚度较小,聚酰胺层难以束缚纳米气泡的快速释放,D-1膜的盐截留率只有10.20%说明缺陷的引入大幅降低了盐截留率;当均苯三甲酰氯的浓度过高时,膜表面容易产生二次结构,这是因为,纳米气泡的快速释放又会推动间苯二胺向油相中扩散并与剩余的酰氯单体在膜的最表层(最顶层)参与界面聚合反应形成二次结构。D-5相对于D-4,膜的选择性下降了0.4个百分点,这可归根于交联度较低的二次结构(如表1中的膜层交联度分析)。因为二次结构远离水相相界面,反应胺单体浓度低于界面处浓度。
从表3数据中可以发现,实施例中膜产品M-1 ~ M-4的选择性高达99.70%以上,较常规的聚酰胺复合反渗透膜的盐截留率提高了0.2 ~ 2个百分点。其渗透通量并没有较大幅度的下降。而将海水的盐截留率提高0.1个百分点,要求出水浓度降低32 ~ 35 mg/L。
结合图7膜表面及横截面电镜图片,可以发现膜表面并没有明显的缺陷,膜结构比较完整,具有适当比例的结节状结构以及叶片状结构,这使得膜能够保持较好的渗透性同时兼具优良的盐截留率。此外膜表面没有出现堆积式生长,避免了二次结构的形成。结合膜层交联度分析,M-1到M-4膜的交联度高达0.9以上,这说明着此时的单体浓度配方制备出来的膜致密性好,交联度高从而使得膜层具有良好的盐排斥效果。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (6)
1.一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)水相溶液的配制:在超纯水中加入胺单体和带有亲水性基团的有机弱酸,并加入有机碱,搅拌分散均匀得到水相溶液;其中配制的水相溶液中,胺单体的添加浓度为2.0 ~5.0wt%;
2)油相溶液的配制:在Isopar-G溶剂中溶解酰氯单体,超声混合均匀得到油相溶液;其中配制的油相溶液中,酰氯单体的浓度为0.12 ~ 0.25wt%,并且所述油相溶液中的酰氯单体质量浓度是步骤1)所得水相溶液中胺单体质量浓度的1/20 ~ 1/10;
3)界面聚合制备复合膜:将步骤1)配制的水相溶液倒在聚砜超滤膜PSF表面浸润1~3min后,采用氮气气刀对聚砜超滤膜PSF表面进行除水干燥,待聚砜膜表面没有明显的液滴时,再将聚砜超滤膜PSF置于通风橱中自然通风干燥1~3 min;随后将步骤2)配制的油相溶液在刚刚浸润过水相溶液的聚砜超滤膜PSF表面,持续时间20 ~ 60 s完成界面聚合反应后,倒掉聚砜超滤膜PSF表面多余的油相溶液,将聚砜超滤膜PSF垂直静置沥干后,于烘箱中干燥,即得到高选择性反渗透膜产品。
2.如权利要求1所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,步骤1)中胺单体为间苯二胺;所述有机弱酸为樟脑磺酸,樟脑磺酸在水相溶液中的浓度为3.8 ~ 4.2wt%,优选为4.0wt%;添加的有机碱为三乙胺,三乙胺在水相溶液中的添加浓度为2.5 ~ 3.0wt%。
3.如权利要求1所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于,步骤2)中酰氯单体为均苯三甲酰氯。
4.如权利要求1所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于步骤3)中,水相溶液倒在聚砜超滤膜PSF表面浸润的时间为2.0 min,通风橱中自然通风干燥的时间为2.0 min。
5.如权利要求1所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于步骤3)中,界面聚合反应的时间为30 s;倒掉聚砜超滤膜PSF表面多余的油相溶液后,将聚砜超滤膜PSF垂直静置沥干的时间为20 ~ 30 s。
6.如权利要求1所述的一种通过掩盖膜表面缺陷的高选择性反渗透膜的制备方法,其特征在于步骤3)中,烘箱中干燥的温度为90 ~ 95 ℃,干燥时间为6 ~ 10 min。
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