CN104959046A

CN104959046A - 一种反渗透膜及其制备方法

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Publication number: CN104959046A
Application number: CN201510357025.1A
Authority: CN
Inventors: 茆康建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2015-10-07

Abstract

本发明提供一种反渗透膜，原料包括以下组分按重量分计为：无纺布96.5~97.2%、间苯二胺0.04%、三乙胺2.45~3.26%、相转移催化剂0.05%、均苯三甲酰氯0.04~0.27%、聚砜0.06~1%；以及该反渗透膜的制备方法：（1）将间苯二胺、三乙胺及相转移催化剂溶于水中配制成水相；（2）将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂中配制成有机相；（3）将无纺布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜层与水相接触致其润湿，除去多余的水相；（4）将润湿的聚砜层与有机相接触反应后，除去多余的有机相后经烘箱处理得到聚酰胺反渗透膜。本发明的反渗透膜可以实现改善的初始渗透通量，同时具有优异的脱盐率、防污性能和耐久性。

Description

一种反渗透膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种反渗透膜及其制备方法。

技术背景

渗透是溶剂穿过隔离两种溶液的半透性分离膜而从具有低溶质浓度的溶液向另一具有高溶质浓度的溶液移动的现象。在这种情况下，通过溶剂移动而作用在具有高溶质浓度的溶液上的压力被称作渗透压。然而，当施加比渗透压水平更高的外部压力时，溶剂向具有低溶质浓度的溶液移动，这种现象被称作反渗透。根据反渗透原理，可以使用压力梯度作为驱动力，通过半透膜对各种类型的盐或有机物质进行分离。利用反渗透现象的反渗透膜己经被用于分离分子水平的物质，从盐水或海水中去除盐，以及提供可供家庭、商业和工业使用的水。

然而，常规方法制备的聚酰胺类反渗透膜可能存在初始渗透通量效率较低

的不足，导致水净化功能的劣化。并且，在使用反渗透膜进行水处理的情况下，溶质或离子化合物可能被吸附至反渗透膜表面而污染该反渗透膜，从而造成水渗透特性，例如渗透通量和脱盐率随时间而下降。因此，通过控制工艺条件制备性能良好的聚酰胺海水淡化反渗透膜显得尤为重要。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种反渗透膜，该反渗具有高的水通量和脱盐率性能，且性能稳定。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种反渗透膜，原料包括以下组分按重量分计为：无纺布96.5~97.2%、间苯二胺0.04%、三乙胺2.45~3.26%、相转移催化剂0.05%、均苯三甲酰氯0.04~0.27%、聚砜0.06~1%；

进一步地，上述无纺布的主要成分为聚对苯二甲酸乙二酯；

进一步地，上述相转移催化剂是苄基三乙基氯化铵、三乙胺盐酸盐、四丁基氯化铵中的一种；

进一步地，上述反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将间苯二胺、三乙胺及相转移催化剂溶于水中配制成水相；

（2）将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂中配制成有机相；

（3）将无纺布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜层与水相接触致其润湿，除去多余的水相；

（4）将润湿的聚砜层与有机相接触反应后，除去多余的有机相后经烘箱处

理得到聚酰胺反渗透膜；

进一步地，上述步骤（2）中有机溶剂是Isopar G、环己烷、正癸烷、正庚烷中的一种；

进一步地，上述步骤（3）聚砜底膜的聚砜层与水相接触致其润湿时间为10~20min；

进一步地，上述步骤（4）聚砜层与有机相接触反应时间20s~90s；

进一步地，上述烘箱的温度为40~60℃。

本发明的有益效果：

本发明的一种反渗透膜，根据本发明构思的实施方案，反渗透膜包括聚砜层，所述聚砜层具有在其表面内形成的孔，所述孔具有预定范围的分布、平均直径和孔面积比等，因此与现有的反渗透膜相比，本发明的反渗透膜可以实现改善的初始渗透通量，同时具有优异的脱盐率、防污性能和耐久性。

附图说明

图1为本发明一种反渗透膜海水反渗透膜评测装置；

图中，1、原水池，2、纯水池，3、高压泵，4、膜测试台，5、调节阀， 6、流量计，7、球阀1，8、球阀2，9、球阀3，10、球阀4，11、球阀5，A、产水；

图2为本发明一种反渗透膜不同接触反应时间下的水通量和脱盐率。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一种反渗透膜的技术方案进一步说明。

实施例

本发明提供一种反渗透膜的制备方法，原料包括以下组分按重量分计为：无纺布96.5~97.2%、间苯二胺0.04%、三乙胺2.45~3.26%、相转移催化剂0.05%、均苯三甲酰氯0.04~0.27%、聚砜0.06~1%，无纺布的主要成分为聚对苯二甲酸乙二酯；转移催化剂是苄基三乙基氯化铵、三乙胺盐酸盐、四丁基氯化铵中的一种；反渗透膜的制备方法，具体包括如下步骤：

（2）将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂中配制成有机相；

（3）将无纺布和聚砜制成聚砜底膜，聚砜底膜的聚砜层与水相接触致其润湿10~20min后，除去多余的水相；

（4）将润湿的聚砜层与有机相接触反应20s~90s后，除去多余的有机相后经40~60℃烘箱烘干后得到聚酰胺反渗透膜。

步骤（2）中有机溶剂是Isopar G、环己烷、正癸烷、正庚烷中的一种。

膜性能测试：

在海水反渗透膜评测装置（见图1）的原水池中配制15L的32 g/L的N aCl水溶液，将海水反渗透膜裁剪成固定尺寸装入测试台中，先用纯水在3.45 MPa的压力下冲洗15min后切换成质量浓度32 g/L NaCI水溶液，在25℃， 5.52MPa的压力下测试海水反渗透膜的性能。

从图2中可以看出，接触反应时间是聚酰胺膜成膜的时间，是极其重要条件，随着接触反应时间的增加，脱盐率呈现先增后减的趋势，而水通量呈现一直下降的趋势。接触反应时间为60s时，聚酞胺膜的脱盐率达到最高点99.6%，而后随着接触反应时间的增加脱盐率有所下降。

本发明在聚砜层与有机相接触反，应中加入了相转移催化剂（PTC），PTC一般用于两相之间的反应，可以加快反应速度和降低反应温度。由表1可知，所选取的PTC对聚酞胺膜的性能都有很大的提高。

表1 加入不同PTC时的脱盐率和水通量

当三乙胺盐酸盐的质量分数在3%时，水通量达到最大值34 L/（m²·h）。

本发明选取了4种有机相溶剂，四种溶剂下的脱盐率和水通量见表2。

表2 四种溶剂下的脱盐率和水通量

由表2可以看出，IsoparG和正癸烷能使得到的聚酞胺膜有较好的性能，而这2种溶剂都是属于长碳链烷烃，Isopar G的碳链长度为9 ~10，而正癸烷的碳链长度为10。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种反渗透膜，原料包括以下组分按重量分计为：无纺布96.5~97.2%、间苯二胺0.04%、三乙胺2.45~3.26%、相转移催化剂0.05%、均苯三甲酰氯0.04~0.27%、聚砜0.06~1%。

2.如权利要求1所述的反渗透膜，其特征在于，无纺布的主要成分为聚对苯二甲酸乙二酯。

3.如权利要求1或2所述的反渗透膜，其特征在于，相转移催化剂是苄基三乙基氯化铵、三乙胺盐酸盐、四丁基氯化铵中的一种。

4.如权利要求1所述的反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：

（2）将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂中配制成有机相；

理得到聚酰胺反渗透膜。

5. 如权利要求4所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中有机溶剂是Isopar G、环己烷、正癸烷、正庚烷中的一种。

6.如权利要求4所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）聚砜底膜的聚砜层与水相接触致其润湿时间为10~20min。

7. 如权利要求4所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）聚砜层与有机相接触反应时间20s~90s。

8. 如权利要求4所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于：所述烘箱的温度为40~60℃。