NO174034B - Polyamid-komposittmembraner for omvendt osmose - Google Patents
Polyamid-komposittmembraner for omvendt osmose Download PDFInfo
- Publication number
- NO174034B NO174034B NO89893567A NO893567A NO174034B NO 174034 B NO174034 B NO 174034B NO 89893567 A NO89893567 A NO 89893567A NO 893567 A NO893567 A NO 893567A NO 174034 B NO174034 B NO 174034B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- composite membranes
- reverse osmosis
- membrane according
- microporous
- reaction product
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 15
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 title claims description 12
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 title claims description 12
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims description 12
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 6
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 claims description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical group 0.000 claims 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims 1
- 239000002954 polymerization reaction product Substances 0.000 claims 1
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- -1 chlorine Chemical class 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC(C(Cl)=O)=CC(C(Cl)=O)=C1 UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
-
- 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
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
- B01D69/1251—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction by interfacial polymerisation
-
- 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
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnele vedrører polyamid-komposittmembraner for omvendt osmose.
Polyamid-komposittmembraner for omvendt osmose (RO) er kjent, kfr. f.eks. US patenter 4.259.183, 4.529.646, 4.277.344 og 4.039.440. Det er imidlertid fremdeles et behov for R0-teknikken for membraner med høy fluks som er motstands-dyktige overfor angrep av halogener slik som klor, som ofte er til stede i tilførselsbrakkvann. Foreliggende oppfinnelse omfatter en ny RO-membran som har en "løs" molekylstruktur som viser usedvanlig høy fluks og høy motstandsevne overfor klorangrep.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en komposittmembran for omvendt osmose omfattende en mikroporøs polymer bærer og en tynn semipermeabel film på bæreren, kjennetegnet ved at filmen innbefatter polyamid-reaksjonsproduktet av en tetrakis-aminometylforbindelse med formelen CfNEMe^4 med et aromatisk polyacylhalogenid med formelen ArfC0X-)n, hvor Me er metyl, Ar er aryl, X er halogenid, og n er 2 eller 3.
Det resulterende polyamidet antas å ha den generelle struktur (I) eller (II)
hvor Me og Ar har de ovenfor angitte betydninger, og X er et helt tall som reflekterer polymerisasjonsgraden. Når n er
2, oppnås polyamider som har struktur (I), og når n er 3, oppnås polyamider som har struktur (II).
Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en ny klasse av løst molekylstrukturerte eller "lekke" klorbestandige R0-komposittmembraner med høy fluks som har spesiell nytte-virkning i bløtgjøring av vann og nanofiltreringsanvendelser slik som separering av organiske stoffer med høy molekyl-vekt.
De nye RO-polyamidmembranene fremstilles vanligvis i over-ensstemmelse med den ovenfor nevnte kondensasjon-polymerisasjonsreaksjon. Den foretrukne form for kondensasjons-reaksjon er en grenseflate-polymerisasjonsreaksjon som utføres ved å lade den mikroporøse polymere bæreren med en vandig oppløsning av tetrakis-aminometylforbindelsen (N,N',N'',N'''-tetrametyl)tetrakis-aminometylmetan (i det følgende betegnet "TTAM") og neddykke den således ladede bæreren i en ikke-vandig oppløsning av polyacylhalogenidet. Den resulterende komposittmembranen som generelt omfatter en tynn film av polyamidet på den mikroporøse bæreren, kan lufttørkes og/eller varmeherdes.
Den mikroporøse bæreren kan være av en hvilken som helst av de typer som konvensjonelt anvendes i RO-prosesser, og kan være i form av flate ark, rør eller hule fibrer. Foretrukne bærere er de som er fremstilt fra polysulfon, polyetersulfon, polyeterimid, polyvvinylklorid, polyvinylbutyral, polystyren og celluloseestere. Polysulfon er mest foretrukket i flat arkform, mens polyetersulfon og polyeterimid er mest foretrukket i hul fiberform.
Egnede vandige oppløsninger av TTAM kan variere fra 0,2 til 4,0 vekt-#, fortrinnsvis 0,5-2,0 vekt-#, og kan inneholde 0,1-1,0 vekt-# syrerensemiddel slik som trietylamin (TEA) og en mindre mengde av et overflateaktivt middel for å fremme riktig fukting av bæreren med oppløsningen av TTAM. Polyacylhalogenidreaktanten blir fortrinnsvis oppløst i ikke-polare oppløsningsmidler slik som alifater, halogenerte alifater, cykloalifater og aromater inneholdende 5-12 karbonatomer. Alifater er mest foretrukket. Polyacylhalogenidreaktanten bør være til stede i en mengde på 0,1-1,0 vekt-#, fortrinnsvis 0,5 vekt-#.
Eksempler 1- 3
En asymetrisk, mikroporøs polysulfon-bærermembran med flat arkform og en tykkelse på ca. 101.6 pm ble neddykket i en 1 vekt-# vandig oppløsning av TTM inneholdende 0,5 vekt-# TEA (som et syrerensemiddel) og 0,01 vekt-# Iconol NP-I overflateaktivt middel (BASF Wyandotte Corp. i Parsippany, New Jersey). Baerermembranen ble deretter drenert for overskudd oppløsning og neddykket i en 0,5 vekt-# oppløsning isoftaloyl (IPC) i heksan i 30 sek. ved romtemperatur, hvilket for-årsaket dannelse av polyamidfilmen på den mikroporøse over-flaten av polysulfonbaereren. Den resulterende komposittmembranen ble lufttørket ved romtemperatur natten over og deretter varmeherdet i en ovn i 10 min. ved 60°C. Den således dannede membran ble deretter testet i en 5516 KPa R0-test med tilførselsvann inneholdende 0,5 vekt-# MgS04 ved pH 6,0 og 25°C. Etter dette ble en annen 5516 KPa RO-test fore-tatt med tilførselsvann inneholdende 0,5 vekt-# NaCl ved pH 6,0 og 25°C. Resultatene, med fluks angitt i enheter på liter/m<2->dag (lmd), er vist i tabell I.
Eksempler 4- 6
Tre komposittmembrner ble fremstilt og RO-testet på vesentlig samme måte som i eksemplene 1-3, med unntagelse for at de ikke ble varmherdet. Resultatene er vist i tabell II.
Eksempler 7- 10
Fire komposittmembraner ble fremstilt, varmherdet og RO-testet på vesentlig samme måte som i eksemplene 1-3, med den unntagelse av de først ble valset til spiralviklede moduler som hadde de angitte respektive overflatearealer. Resultatene er vist i tabell III.
Eksempler 11- 14
Hulfiber-komposittmembraner ble fremstilt ved 25°C ved bruk av en hulf iber-polyetersulf onbaerer som var blitt fremstilt ifølge metoden som er beskrevet i US patent 4.772.391. Polyamidfilmen ble dannet på hulromveggene eller de indre over-flatene i de hule fibrene ved å trekke en vandig 2,0 vekt-# oppløsning av TTAM inneholdende 0,5 vekt-# DEA og 0,01 vekt-# overflateaktivt middel inn i fibrenes hulrom i 1 minutt, og TTAM-oppløsningen ble deretter fortrengt ved å presse en annen oppløsning av 0,5 vekt-# IPC i heksan gjennom hulrommene. Etter 3 sekunders kontakttid ble resterende opp-løsning av IPC fjernet ved hjelp av nitrogengass under trykk. Hulfiber-komposittmembranene ble deretter varmeherdet i 30 minutter ved 60°C ved å føre varm luft gjennom hulrommene. De således fremstilte membraner ble pottet til moduler og R0-testet med en rørside- eller hulrom-tilførsel ved 25°C og 2758 KPa, med de i tabell IV angitte resultater.
Eksempel 15
Tre komposittmembraner i form av flate ark ble fremstilt og RO-testet på vesentlig samme måte som i eksemplene 1-3 med unntagelse for en pH-verdi på 5, og at klor ble tilsatt til tilførselsvannet i form av NaOCl for å teste motstandsevnen overfor nedbrytning ved klorangrep. Gjennomsnittsresultatene for de tre membranene er vist i tabell V.
Som det fremgår fra resultatene i tabell V viser R0-komposittmembranene ifølge oppfinnelsen ekstremt god motstandsevne overfor klorangrep, hvilket godtgjøres både ved opprettholdende av usedvanlig høye fluksmengder og bare et 3% fall i avvisingsmengder etter kontinuerlig bruk over en periode på nesten 1 uke.
Eksempler 16- 21
Seks komposittmembraner ble fremstilt og RO-testet på samme måte som i eksemplene 1-3 med unntagelse for at 2 vekt-# TTAM ble benyttet med trimesoylklorid istedenfor IPC, og varme-herdingen var ved 100°C. Resultatene er vist i tabell VI.
Claims (5)
1.
Komposittmembran for omvendt osmose omfattende en mikroporøs polymer bærer og en tynn semipermeabel film på bæreren, karakterisert ved at filmen innbefatter polyamid-reaksjonsproduktet av en tetrakis-aminometylforbindelse med formelen CfNHMe^4 med et aromatisk polyacylhalogenid med formelen ArfCOX-)n hvor Me er metyl, Ar er aryl, X er halogenid og n er 2 eller 3.
2.
Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonsproduktet er et grenseflate-polymerisasjonsreaksjonsprodukt.
3.
Membran ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at Ar er fenyl, og X er klorid.
4 .
Membran ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den mikroporøse bæreren er polysulfon.
5.
Membran ifølge krav 4, karakterisert ved at n er 2, og at den mikroporøse bæreren er valgt fra et flatt ark eller en hul fiber.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/260,585 US4876009A (en) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | Tetrakis-amido high flux membranes |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO893567D0 NO893567D0 (no) | 1989-09-05 |
NO893567L NO893567L (no) | 1990-04-23 |
NO174034B true NO174034B (no) | 1993-11-29 |
NO174034C NO174034C (no) | 1994-03-09 |
Family
ID=22989763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO893567A NO174034C (no) | 1988-10-21 | 1989-09-05 | Polyamid-komposittmembraner for omvendt osmose |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4876009A (no) |
EP (1) | EP0365126B1 (no) |
JP (1) | JP2825872B2 (no) |
AT (1) | ATE96690T1 (no) |
AU (1) | AU613224B2 (no) |
CA (1) | CA1325142C (no) |
DE (1) | DE68910465T2 (no) |
ES (1) | ES2045454T3 (no) |
NO (1) | NO174034C (no) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6083297A (en) * | 1995-12-13 | 2000-07-04 | Whatman, Inc. | Gas dehydration membrane with low oxygen and nitrogen permeability |
NL1001973C2 (nl) * | 1995-12-21 | 1997-06-24 | Stork Friesland Bv | Semipermeabel composietmembraan. |
US7806275B2 (en) * | 2007-05-09 | 2010-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior, The Bureau Of Reclamation | Chlorine resistant polyamides and membranes made from the same |
GB201012083D0 (en) | 2010-07-19 | 2010-09-01 | Imp Innovations Ltd | Thin film composite membranes for separation |
DE102010034700A1 (de) | 2010-08-18 | 2012-02-23 | Merck Patent Gmbh | Membran mit selektiv permeabler Polymerschicht |
GB201117950D0 (en) | 2011-10-18 | 2011-11-30 | Imp Innovations Ltd | Membranes for separation |
US9056284B2 (en) | 2012-08-10 | 2015-06-16 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Interior | Chlorine resistant amides, polyamides, and membranes made from the same |
CN113368713B (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-12 | 湖南沁森高科新材料有限公司 | 一种纳滤复合膜的制备工艺 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US31389A (en) * | 1861-02-12 | Machiite fob | ||
US4039440A (en) * | 1972-09-19 | 1977-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Reverse osmosis membrane |
USRE31389E (en) | 1976-11-12 | 1983-09-20 | Caschem, Inc. | Non-wicking polyurethane casting systems |
US4259183A (en) * | 1978-11-07 | 1981-03-31 | Midwest Research Institute | Reverse osmosis membrane |
US4277344A (en) * | 1979-02-22 | 1981-07-07 | Filmtec Corporation | Interfacially synthesized reverse osmosis membrane |
JPS5824303A (ja) * | 1981-08-03 | 1983-02-14 | Teijin Ltd | 耐酸化性複合半透膜 |
US4529646A (en) * | 1984-07-30 | 1985-07-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Production of composite membranes |
-
1988
- 1988-10-21 US US07/260,585 patent/US4876009A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-08-11 AU AU39558/89A patent/AU613224B2/en not_active Expired
- 1989-08-18 CA CA000608833A patent/CA1325142C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 DE DE89308713T patent/DE68910465T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 ES ES89308713T patent/ES2045454T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 AT AT89308713T patent/ATE96690T1/de active
- 1989-08-29 EP EP89308713A patent/EP0365126B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-05 NO NO893567A patent/NO174034C/no unknown
- 1989-09-08 JP JP1231834A patent/JP2825872B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE96690T1 (de) | 1993-11-15 |
AU3955889A (en) | 1990-04-26 |
EP0365126B1 (en) | 1993-11-03 |
EP0365126A1 (en) | 1990-04-25 |
JPH02258038A (ja) | 1990-10-18 |
JP2825872B2 (ja) | 1998-11-18 |
DE68910465T2 (de) | 1994-03-03 |
CA1325142C (en) | 1993-12-14 |
NO174034C (no) | 1994-03-09 |
DE68910465D1 (de) | 1993-12-09 |
NO893567L (no) | 1990-04-23 |
AU613224B2 (en) | 1991-07-25 |
NO893567D0 (no) | 1989-09-05 |
US4876009A (en) | 1989-10-24 |
ES2045454T3 (es) | 1994-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5358745A (en) | Method of making thin-film composite membranes | |
US5783079A (en) | Composite hollow fiber membrane and process for its production | |
US6162358A (en) | High flux reverse osmosis membrane | |
Mukherjee et al. | Chemical treatment for improved performance of reverse osmosis membranes | |
CA3142200C (en) | Forward osmosis membrane, forward osmosis membrane module, and manufacturing method thereof | |
EP1707255B1 (en) | Composite polyamide reverse osmosis membrane and method of producing the same | |
CA1332325C (en) | Stable membranes from sulfonated polyarylethers | |
US20090107922A1 (en) | Membrane, water treatment system, and associated method | |
US20080203013A1 (en) | Oxidation-resistant composite reverse osmosis membrane | |
US5505851A (en) | Semipermeable membranes of homogeneously miscible polymer alloys | |
NO174034B (no) | Polyamid-komposittmembraner for omvendt osmose | |
DK145872B (da) | Asymmetriske,semipermeable membraner af cycliske polyurinstoffer og deres anvendelse til afsaltning af vand eller adskillelse og koncentration af stofblandinger | |
KR102573508B1 (ko) | 가스 분리막, 가스 분리막 엘리먼트, 및 가스 분리 방법 | |
US20110168631A1 (en) | Methods and apparatuses for water filtration using polyarylether membranes | |
EP0308153B1 (en) | P-xylylenediamide/diimide composite ro membranes | |
EP3760303B1 (en) | Composite semipermeable membrane and composite semipermeable membrane element | |
US4749488A (en) | Multilayer reverse osmosis membrane in which one layer is poly-meta-phenylene tetrahydrofuran-2,3,4,5-tetracarboxamide | |
McCray | Tetrakis-amido high flux membranes | |
WO2023276483A1 (ja) | 正浸透膜、及びそれを含む正浸透膜モジュール | |
JPH0516289B2 (no) |