CN112973463A - 反渗透膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反渗透膜及其制备方法和应用。本发明反渗透膜的制备方法，包括如下步骤，提供水相溶液和油相溶液，其中，所述水相溶液中包括有离子型表面活性剂和第一单体，所述油相溶液中包括有亲油性离子液体和第二单体；提供支撑膜，将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面，再经热处理得到反渗透膜；其中，所述第一单体与所述第二单体发生交联反应，而在所述支撑膜的表面形成致密层。本发明所述制备方法能够增加反渗透膜的水通量，同时使反渗透膜保持高的截留率，使反渗透膜能够更好的应用于水处理领域。

Description

反渗透膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种反渗透膜及其制备方法和应用。
背景技术
在传统反渗透膜的制备过程中，通常会在油相中添加酯类增塑剂来增加致密层的分子链之间的距离，以提高反渗透膜的水通量。但是，由于酯类增塑剂具有大量亲核基团，增塑作用过强，会使得致密层的分子链之间的距离增加过大，导致致密层过于疏松，降低了反渗透膜的截留率。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种反渗透膜及其制备方法和应用；所述制备方法能够增加反渗透膜的水通量，同时使反渗透膜保持高的截留率，使反渗透膜能够更好的应用于水处理领域。
一种反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
提供水相溶液和油相溶液，其中，所述水相溶液中包括有离子型表面活性剂和第一单体，所述油相溶液中包括有亲油性离子液体和第二单体；
提供支撑膜，将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面，再经热处理得到反渗透膜；其中，所述第一单体与所述第二单体发生交联反应，而在所述支撑膜的表面形成致密层。
在一实施方式中，所述亲油性离子液体在异构烷烃溶剂中的溶解度大于或等于0.01g/100g异构烷烃溶剂。
在一实施方式中，所述亲油性离子液体包括1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸中的至少一种。
在一实施方式中，所述离子型表面活性剂包括阴离子型表面活性剂，所述阴离子型表面活性剂包括碳链长度为1-16的烃基。
在一实施方式中，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、辛酸钠、草酸钠、樟脑磺酸钠或柠檬酸钠中的至少一种。
在一实施方式中，所述亲油性离子液体在所述油相溶液中的质量分数为0.01%-0.1%；
及/或，所述离子型表面活性剂在所述水相溶液中的质量分数为0.1%-1%。
在一实施方式中，所述将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面的步骤中，所述亲油性离子液体与所述离子型表面活性剂的摩尔比为1:10-1:150。
在一实施方式中，所述第一单体包括多元胺，所述第二单体包括芳香族多元酰氯，所述水相溶液中还包括吸酸剂。
在一实施方式中，所述支撑膜的材料包括聚砜、聚丙烯或聚丙烯腈中至少一种；
及/或，所述反渗透膜还包括无纺布层，所述无纺布层层叠设置于所述支撑膜远离所述致密层的表面上。
一种反渗透膜，所述反渗透膜由如上述的反渗透膜的制备方法制备得到。
一种如上述的反渗透膜在水处理装置中的应用。
一种净水机，包括如上述的反渗透膜。
在一实施方式中，所述致密层的厚度为10nm-200nm。
一种海水淡化装置，包括上述的反渗透膜和高压泵。
在一实施方式中，所述致密层的厚度为200nm-300nm。
本发明所述反渗透膜的制备方法中，所述水相溶液和所述油相溶液接触时会形成水油交界面，在水油交界面中，亲油性离子液体和离子型表面活性剂因静电作用而吸附在一起，形成复配增塑剂，所述复配增塑剂能够插入第一单体和第二单体发生交联反应生成的致密层的分子链之间，增加致密层的分子链之间的距离。由于复配增塑剂不含或仅含有少量亲核基团，仅依靠空间位阻来进行增塑作用，所以，能够恰到好处的增加致密层的分子链之间的距离，提高水通量，降低运行能耗，同时，保持优异的截留性能。
本发明所述反渗透膜的制备方法制备得到的反渗透膜同时具有高的水通量和截留率，在5.5MPa的高压环境下，对32000ppm的氯化钠水溶液，水通量达50L/(m2·h)以上，截留率达99.6%以上；在0.75MPa的低压环境下，对500ppm的氯化钠水溶液，水通量达78L/(m2·h)以上，截留率达99.5%以上。
具体实施方式
以下将对本发明提供的反渗透膜及其制备方法和应用作进一步说明。
本发明提供的反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
S1，提供水相溶液和油相溶液，其中，所述水相溶液中包括有离子型表面活性剂和第一单体，所述油相溶液中包括有亲油性离子液体和第二单体；
S2，提供支撑膜，将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面，再经热处理得到反渗透膜；其中，所述第一单体与所述第二单体发生交联反应，而在所述支撑膜的表面形成致密层。
步骤S1中，所述油相溶液的溶剂包括异构烷烃溶剂，在一实施方式中，所述异构烷烃溶剂包括异构十二烷。
在将水相溶液和油相溶液依次置于支撑膜的表面时，为了使油相溶液中存在足量的亲油性离子液体与水相溶液中的离子表面活性剂更好地形成复配增塑剂，步骤S1中，所述亲油性离子液体在异构烷烃溶剂中的溶解度为大于或等于0.01g/100g异构烷烃溶剂，例如，所述亲油性离子液体在异构十二烷中的溶解度为0.01g/100g异构十二烷-0.15g/100g异构十二烷，或者，所述亲油性离子液体在异构十四烷中的溶解度为0.01g/100g异构十四烷-0.18g/100g异构十四烷。在一实施方式中，所述亲油性离子液体包括1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸中的至少一种。
当所述亲油性离子液体在所述油相溶液中的质量分数过高时，在形成致密层时，亲油性离子液体可能析出导致致密层中出现较大的孔洞，当所述亲油性离子液体在所述油相溶液中的质量分数过低时，可能导致复配增塑剂无法形成或者形成的数量过少，反渗透膜的水通量得不到提高。因此，所述亲油性离子液体在所述油相溶液中的质量分数为0.01%-0.1%，进一步优选为0.02%-0.08%。
所述离子型表面活性剂溶解于水相溶液时，能电离出阳离子和/或阴离子。具体地，所述离子型表面活性剂包括阴离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂中的至少一种；当所述亲油性离子液体的亲油性基团带有负电荷时，所述离子型表面活性剂应包括阳离子型表面活性剂；当所述亲油性离子液体的亲油性基团带有正电荷时，所述离子型表面活性剂应包括阴离子型表面活性剂。
具体地，所述阴离子型表面活性剂包括羧酸盐型表面活性剂、硫酸酯盐型表面活性剂、磺酸盐型表面活性剂和磷酸酯盐型表面活性剂中的至少一种，在一实施方式中，所述阴离子型表面活性剂包括碳链长度为1-16的烃基。
具体地，所述烃基的碳链长度可以为10、11、12、13、14、15或16，在一实施方式中，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种，所述烃基的碳链长度可以为1、2、3、4、5、6、7、8或9，在一实施方式中，所述阴离子型表面活性剂包括辛酸钠、草酸钠、樟脑磺酸钠、柠檬酸钠中的至少一种。
在另一实施方式中，所述阳离子型表面活性剂包括胺盐型阳离子表面活性剂、季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种，在一实施方式中，所述阳离子型表面活性剂包括碳链长度为1-16的烃基。
当所述离子型表面活性剂在所述水相溶液中的质量分数过高时，在将水相溶液和油相溶液依次置于支撑膜的表面时，容易把水带入油相溶液，导致油相溶液中的芳香族多元酰等第二单体水解失活，当所述离子型表面活性剂在所述水相溶液中的质量分数过低时，可能导致复配增塑剂无法形成或形成的数量过少，反渗透膜的水通量得不到提高。因此，所述表面活性剂在所述水相溶液中的质量百分数为0.1%-2.5%，进一步优选为0.2%-2%。
多元胺与芳香族多元酰氯能够交联生成聚酰胺分子链，在一实施方式中，所述第一单体包括多元胺，所述第二单体包括芳香族多元酰氯。其中，所述多元胺包括芳香族多元胺、脂肪族多元胺或者脂环族多元胺中的至少一种，在一实施方式中，所述多元胺包括间苯二胺、哌嗪或聚乙烯亚胺中的至少一种，基于所述水相溶液的总重量，所述多元胺的质量分数为1%-4%。所述芳香族多元酰氯包括均苯三甲酰氯，己二酰氯中的至少一种，基于所述油相溶液的总重量，所述芳香族多元酰氯的质量分数为0.1%-0.35%。
为了吸收多元胺与芳香族多元酰氯交联反应生成的副产物盐酸，所述水相溶液中还包括吸酸剂，在一实施方式中，所述吸酸剂包括三乙胺。
步骤S2中，所述将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面的步骤中，首先在支撑膜的表面涂覆所述水相溶液，静置一段时间使水相溶液充满支撑膜表层的孔洞，然后倒掉多余的水相溶液并吹干支撑膜的表面，此时支撑膜表层的孔洞中依然填充有水相溶液；最后将油相溶液涂覆在吹干的支撑膜的表面，静置一段时间后倒掉多余的油相溶液。
当水相溶液和油相溶液接触时会形成水油交界面，第一单体和第二单体会发生交联反应形成致密层，同时，在水油交界面中，亲油性离子液体和离子型表面活性剂因静电作用而吸附在一起，形成复配增塑剂，复配增塑剂能够插入致密层的分子链之间，增加分子链之间的距离。由于复配增塑剂不含或仅含有少量亲核基团，仅依靠空间位阻来进行增塑作用，所以能够恰到好处的增加致密层中分子链之间的距离，提高水通量，降低运行能耗，同时，保持优异的截留性能。
另外，还可以通过选择不同的离子型表面活性剂和亲油性离子液体进行复配，在一实施方式中，所述将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面的步骤中，所述亲油性离子液体与所述离子型表面活性剂的摩尔比为1:10-1:150。
步骤S2中，所述热处理的温度为50℃-100℃，时间为2min-10min，以使致密层中的分子链更加致密。
在一实施方式中，所述支撑膜的材料包括聚砜、聚丙烯或聚丙烯腈中至少一种，其中，聚砜价廉易得，制膜简单，机械强度好，抗压密性能好，化学性能稳定，无毒，能抗生物降解，因此，所述支撑膜的材料优选为聚砜。
为了增加反渗透膜的强度，在一实施方式中，所述反渗透膜还包括无纺布层，所述无纺布层层叠设置于所述支撑膜远离所述致密层的表面上。
本发明还提供了一种反渗透膜，所述反渗透膜由上述制备方法制备得到，包括支撑膜和层叠设置于所述支撑膜的表面上的致密层。
在一实施方式中，所述反渗透膜还包括无纺布层，所述无纺布层层叠设置于所述支撑膜远离所述致密层的表面上。
本发明所述反渗透膜的制备方法制备得到的反渗透膜同时具有高的水通量和截留率，在5.5MPa的高压环境下，对32000ppm的氯化钠水溶液，水通量达50L/(m2·h)以上，截留率达99.6%以上；在0.75MPa的低压环境下，对500ppm的氯化钠水溶液，水通量达78L/(m2·h)以上，截留率达99.5%以上。
本发明还提供一种如上述的反渗透膜在水处理装置中的应用。
具体地，本发明还提供了一种包括如上述的反渗透膜的净水机，在净水过程中，待净化的原水从反渗透膜的致密层进入，原水在压力的作用下透过反渗透膜形成纯水，基于低能耗及经济原因考虑，在一实施方式中，所述致密层的厚度为10nm-50nm。
具体地，本发明还提供了一种包括如上述的反渗透膜的海水淡化装置，另外，海水中盐浓度高，为了克服海水的渗透压，淡化过程中需要使用高压泵，为了进一步提高反渗透膜的截留率，所述致密层的厚度为200nm-300nm。
以下，将通过以下具体实施例对所述反渗透膜及其制备方法和应用做进一步的说明。
实施例1
基于水相溶液的总重量，将0.25重量%的十二烷基硫酸钠、1.0重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入98.55重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.83重量%的异构十二烷中，再加入0.02重量%的1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将上述油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中80℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为150μm，致密层的厚度为70nm。
测试反渗透膜在低压环境下的截留率和水通量，反渗透测试条件为：浓水为500ppm的氯化钠水溶液，测试压力为0.75MPa，浓水流量为1.0GPM，浓水的pH值为7.0，环境温度均为25℃，有效膜面积约19cm2，结果描述于表1中。
实施例2
基于水相溶液的总重量，将0.3重量%的十二烷基磺酸钠、1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入98.0重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.81重量%的异构十二烷中，再加入0.04重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将上述油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为165μm，致密层的厚度为80nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
实施例3
基于水相溶液的总重量，将0.3重量%的十二烷基磺酸钠、3.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入96.0重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.35重量%的均苯三甲酰氯加入到99.60重量%的异构十二烷中，再加入0.05重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将上述油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为165μm，致密层的厚度为230nm。
测试反渗透膜在高压环境下的截留率和水通量，反渗透测试条件为：浓水为32000ppm的氯化钠水溶液，测试压力为5.5MPa，浓水流量为1.0GPM，浓水的pH值为7.0，环境温度均为25℃，有效膜面积约28cm2，结果描述于表1中。
实施例4
基于水相溶液的总重量，将1.0重量%的辛酸钠、3.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入95.3重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.25重量%的均苯三甲酰氯加入到99.67重量%的异构十二烷中，再加入0.08重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将上述油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为158μm，致密层的厚度为245nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例3进行，结果描述于表1中。
实施例5
基于水相溶液的总重量，将0.5重量%的十二烷基三甲基氯化铵、1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入97.8重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.83重量%的异构十二烷中，再加入0.02重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将上述油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为135μm，致密层的厚度为110nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
实施例6
基于水相溶液的总重量，将5.5重量%的十二烷基硫酸钠、1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入92.8重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.81重量%的异构十二烷中，再加入0.04重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为155μm，致密层的厚度为112nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
实施例7
基于水相溶液的总重量，将0.5重量%的十二烷基硫酸钠、1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入97.8重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到97.85重量%的异构十二烷中，再加入2.0重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为144μm，致密层的厚度为121nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
对比例1
基于水相溶液的总重量，将0.3重量%的十二烷基三甲基氯化铵、1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入98.0重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.85重量%的异构十二烷中，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将有机相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为154μm，致密层的厚度为124nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
对比例2
基于水相溶液的总重量，将1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入98.3重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.83重量%的异构十二烷中，再加入0.02重量%的1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水相溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为144μm，致密层的厚度为156nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
对比例3
基于水相溶液的总重量，将1.5重量%的间苯二胺和0.2重量%的三乙胺加入98.3重量%的水中，混合均匀，得到水相溶液。
基于油相溶液的总重量，将0.15重量%的均苯三甲酰氯加入到99.85重量%的异构十二烷中，混合均匀，得到油相溶液。
在聚砜支撑膜的表面涂覆上述水溶液，静置60秒后倒掉多余的水相溶液，冷风吹干；再将油相溶液涂覆在吹干的聚砜支撑膜的表面，静置30秒后倒掉多余的油相溶液，将得到的膜片放入鼓风干燥箱中90℃热处理2分钟，得到反渗透膜，反渗透膜的总厚度为138μm，致密层的厚度为88nm。
反渗透膜的测试步骤按实施例1进行，结果描述于表1中。
表1
膜水通量/ L/(m<sup>2</sup>·h) 截留率/%
实施例1 80 99.5
实施例2 78 99.5
实施例3 50 99.7
实施例4 52 99.65
实施例5 55 99.85
实施例6 52 99.73
实施例7 48 99.65
对比例1 55 99.3
对比例2 45 99.1
对比例3 33 98.4
表1中，膜水通量（F）由一定时间内通过反渗透膜的水的体积来计算，公式为：F=V/(A×T)，其中，V为单位时间内通过反渗透膜的水的体积，A为有效膜面积，T为时间。
截留率（R）通过浓水的浓度和透过液的浓度来计算，计算公式为：R=(1-C1/C0) ×100%，其中，C1为浓水的浓度，C0为透过液的浓度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供水相溶液和油相溶液，其中，所述水相溶液中包括有离子型表面活性剂和第一单体，所述油相溶液中包括有亲油性离子液体和第二单体；
提供支撑膜，将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面，再经热处理得到反渗透膜；其中，所述第一单体与所述第二单体发生交联反应，而在所述支撑膜的表面形成致密层。
2.根据权利要求1所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述亲油性离子液体在异构烷烃溶剂中的溶解度大于或等于0.01g/100g异构烷烃溶剂。
3.根据权利要求2所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述亲油性离子液体包括1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述离子型表面活性剂包括阴离子型表面活性剂，所述阴离子型表面活性剂包括碳链长度为1-16的烃基。
5.根据权利要求4所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、辛酸钠、草酸钠、樟脑磺酸钠或柠檬酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述亲油性离子液体在所述油相溶液中的质量分数为0.01%-0.1%；
及/或，所述离子型表面活性剂在所述水相溶液中的质量分数为0.1%-1%。
7.根据权利要求1-3任一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述将所述水相溶液和所述油相溶液依次置于所述支撑膜的表面的步骤中，所述亲油性离子液体与所述离子型表面活性剂的摩尔比为1:10-1:150。
8.根据权利要求1-3任一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述第一单体包括多元胺，所述第二单体包括芳香族多元酰氯，所述水相溶液中还包括吸酸剂。
9.根据权利要求1-3任一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述支撑膜的材料包括聚砜、聚丙烯或聚丙烯腈中至少一种；
及/或，所述反渗透膜还包括无纺布层，所述无纺布层层叠设置于所述支撑膜远离所述致密层的表面上。
10.一种反渗透膜，其特征在于，所述反渗透膜由如权利要求1-9任一项所述的反渗透膜的制备方法制备得到。
11.一种如权利要求10所述的反渗透膜在水处理装置中的应用。
12.一种净水机，其特征在于，包括如权利要求10所述的反渗透膜。
13.根据权利要求12所述的净水机，其特征在于，所述致密层的厚度为10nm-200nm。
14.一种海水淡化装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的反渗透膜和高压泵。
15.根据权利要求14所述的海水淡化装置，其特征在于，所述致密层的厚度为200nm-300nm。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2022078531A3 (zh) * 2021-12-23 2022-11-03 江苏泷膜环境科技有限公司 一种stro反渗透膜及其制备方法
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12040517B2 (en) 2022-11-15 2024-07-16 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101367938A (zh) * 2008-10-10 2009-02-18 张永明 新型含氟聚酰胺磺酰胺类聚合物及其制备方法
CN104667759A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种高通量抗污染复合纳滤膜的制备方法
CN109224863A (zh) * 2018-08-28 2019-01-18 浙江工业大学 一种两亲性改性抗污染聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN112808021A (zh) * 2021-01-18 2021-05-18 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种采用新型水相体系制备反渗透膜的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101367938A (zh) * 2008-10-10 2009-02-18 张永明 新型含氟聚酰胺磺酰胺类聚合物及其制备方法
CN104667759A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种高通量抗污染复合纳滤膜的制备方法
CN109224863A (zh) * 2018-08-28 2019-01-18 浙江工业大学 一种两亲性改性抗污染聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN112808021A (zh) * 2021-01-18 2021-05-18 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种采用新型水相体系制备反渗透膜的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HANNE MARIÚN ET.AL: "Sustainable Process for the Preparation of High-Performance Thin-Film Composite Membranes using Ionic Liquids as the Reaction Medium", 《CHEMSUSCHEM》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2022078531A3 (zh) * 2021-12-23 2022-11-03 江苏泷膜环境科技有限公司 一种stro反渗透膜及其制备方法
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
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