反渗透膜及其制备方法和应用

allin2025-03-26  37

本发明涉及水处理,特别是涉及一种反渗透膜及其制备方法和应用。


背景技术:

1、反渗透膜在海水淡化、饮用水处理、水回用、工业废水处理等领域中的应用较为广泛,目前对于反渗透膜的水通量和脱盐率存在更高的要求。反渗透膜表面具有凸起的峰谷结构,可有效增加反渗透膜的水通量和脱盐率,然而,峰谷结构会导致反渗透膜的抗污染性能较差,污染后反渗透膜的水通量会快速降低,严重影响反渗透膜的使用效率和寿命。

2、现有技术主要通过物理涂覆的方法在反渗透膜表面涂敷一层抗污涂层以改善反渗透膜表面的亲水性,增强抗污能力。然而,物理涂覆法会在反渗透膜表面引入致密阻力层,造成反渗透膜的水通量降低,并且抗污涂层与反渗透膜表面之间缺乏稳定的键合作用,长期运行过程中会出现抗污涂层脱落现象,导致抗污染效果减弱。

3、因此,亟需一种能够兼顾反渗透膜的水通量、脱盐率和抗污染性能的方法。


技术实现思路

1、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。所述制备方法得到的反渗透膜同时具有高水通量、高脱盐率和优异的抗污染性能,具有广泛的应用前景。

2、一种反渗透膜的制备方法,包括如下步骤:

3、将多元胺、银氨溶液、羟胺化合物、吸酸剂和水混合,得到水相溶液;

4、将多元酰氯、多元醛和油相溶剂混合,得到油相溶液;

5、依次将所述水相溶液和所述油相溶液置于支撑层的同一表面,经干燥形成聚酰胺分离层;

6、将亲水性聚合物的水溶液置于所述聚酰胺分离层的表面,经干燥形成亲水涂层,得到反渗透膜,其中,所述亲水性聚合物的分子链中具有羟基。

7、在其中一个实施例中,所述水相溶液满足以下至少一个条件:

8、(1)所述多元胺与所述银氨溶液、所述羟胺化合物、所述吸酸剂的质量比为1:(1~2):(0.05~0.1):(1~1.5);

9、(2)所述水相溶液中,所述多元胺的质量分数为1%~2.5%;

10、(3)所述银氨溶液的浓度为10g/l~50g/l;

11、(4)所述多元胺选自间苯二胺、邻苯二胺以及对苯二胺中的至少一种;

12、(5)所述羟胺化合物选自盐酸羟胺、硝酸羟胺以及硫酸羟胺中的至少一种;

13、(6)所述吸酸剂选自三乙胺、氢氧化钠以及氢氧化钾中的至少一种。

14、在其中一个实施例中,所述油相溶液满足以下至少一个条件:

15、(1)所述多元酰氯与所述多元醛的质量比为1:5~1:1;

16、(2)所述油相溶液中,所述多元酰氯的质量分数为0.1%~0.2%;

17、(3)所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯、苯磺酰氯以及三聚氯氰中的至少一种;

18、(4)所述多元醛选自丁二醛、己二醛以及庚二醛中的至少一种;

19、(5)所述油相溶剂选自异构烷烃以及环己烷中的至少一种。

20、在其中一个实施例中,所述银氨溶液与所述多元醛的质量比为1:1~10:1。

21、在其中一个实施例中,所述亲水性聚合物的水溶液中,所述亲水性聚合物的质量分数为0.1%~0.7%。

22、在其中一个实施例中,所述亲水性聚合物选自聚乙烯醇、壳聚糖以及壳聚糖季铵盐中的至少一种。

23、在其中一个实施例中,所述支撑层选自选自聚砜支撑层、聚丙烯支撑层以及聚丙烯腈支撑层中的至少一种。

24、在其中一个实施例中,所述形成聚酰胺分离层的步骤中,所述干燥的温度为80℃~120℃,时间为2min~5min;

25、及/或,所述形成亲水涂层的步骤中,所述干燥的温度为80℃~100℃,时间为2min~5min。

26、一种如上所述的反渗透膜的制备方法制得的反渗透膜,包括支撑层、从所述支撑层表面延伸设置的聚酰胺分离层以及叠层设置于所述聚酰胺分离层表面的亲水涂层,其中,所述聚酰胺分离层中分散有纳米银粒子。

27、一种如上所述的反渗透膜在水处理装置中的应用。

28、上述反渗透膜的制备方法中,一方面,银氨溶液和多元醛在界面聚合过程中发生银镜反应生成纳米银粒子,在聚酰胺分离层中形成纳米水通道,从而增大反渗透膜的产水量,同时避免聚酰胺分离层空隙较大而形成缺陷,有效保障反渗透膜的脱盐率,并且,纳米银粒子有利于提高反渗透膜的抗菌性能;另一方面,在多元醛、羟胺化合物与亲水性聚合物的协同作用下,有效提高亲水涂层的稳定性,增强反渗透膜的抗污染能力,并且,有利于避免亲水涂层厚度过大,有效保障反渗透膜的水通量。

29、因此,上述制备方法制得的反渗透膜同时具有高水通量、高脱盐率和优异的抗污染性能,具有广泛的应用前景。



技术特征:

1.一种反渗透膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

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,所述水相溶液满足以下至少一个条件:

3.根据权利要求1所述的反渗透膜的制备方法,其特征在于,所述油相溶液满足以下至少一个条件:

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,所述银氨溶液与所述多元醛的质量比为1:1~10:1。

5.根据权利要求1所述的反渗透膜的制备方法,其特征在于,所述亲水性聚合物的水溶液中,所述亲水性聚合物的质量分数为0.1%~0.7%。

6.根据权利要求1或者5所述的反渗透膜的制备方法,其特征在于,所述亲水性聚合物选自聚乙烯醇、壳聚糖以及壳聚糖季铵盐中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的反渗透膜的制备方法,其特征在于,所述支撑层选自选自聚砜支撑层、聚丙烯支撑层以及聚丙烯腈支撑层中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的反渗透膜的制备方法,其特征在于,所述形成聚酰胺分离层的步骤中,所述干燥的温度为80℃~120℃,时间为2min~5min;

9.一种如权利要求1~8任一项所述的反渗透膜的制备方法制得的反渗透膜,其特征在于,所述反渗透膜包括支撑层、从所述支撑层表面延伸设置的聚酰胺分离层以及叠层设置于所述聚酰胺分离层表面的亲水涂层,其中,所述聚酰胺分离层中分散有纳米银粒子。

10.一种如权利要求9所述的反渗透膜在水处理装置中的应用。


技术总结
本发明涉及一种反渗透膜及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤:将多元胺、银氨溶液、羟胺化合物、吸酸剂和水混合,得到水相溶液;将多元酰氯、多元醛和油相溶剂混合,得到油相溶液;依次将所述水相溶液和所述油相溶液置于支撑层的同一表面,经干燥形成聚酰胺分离层;将亲水性聚合物的水溶液置于所述聚酰胺分离层的表面,经干燥形成亲水涂层,得到反渗透膜,其中,所述亲水性聚合物的分子链中具有羟基。本发明的制备方法得到的反渗透膜同时具有高水通量、高脱盐率和优异的抗污染性能,具有广泛的应用前景。

技术研发人员:孙佳楠
受保护的技术使用者:浙江机电职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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