專利名稱：聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反滲透復(fù)合膜及其制備方法，具體的說(shuō)是一種聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
反滲透作為目前世界上最先進(jìn)的膜分離技術(shù)之一，具有凈化率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備、工業(yè)用水處理、廢水資源化等領(lǐng)域。反滲透膜是反滲透技術(shù)的核心。1960年，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的Loeb和Sourirajan等首次制成了世界上具有歷史意義的高脫鹽(98.6％)、高通量(10.1MPa下259L/d·m2)的非對(duì)稱醋酸纖維反滲透膜，大大地促進(jìn)了反滲透膜技術(shù)的發(fā)展。1978年，美國(guó)J.E.Cadotte等學(xué)者在反滲透復(fù)合膜制備技術(shù)和功能材料研究方面取得重大突破，研究開發(fā)出了第一代芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜，與醋酸纖維素相比，具有脫鹽率高、通量大、操作壓力要求低等優(yōu)點(diǎn)。反滲透復(fù)合膜是將超薄的功能性皮層材料經(jīng)不同方法負(fù)載于多孔支撐體上而形成的。而膜材料和支撐體可以分別選擇，因而有利于實(shí)現(xiàn)膜性能最優(yōu)化。1980年美國(guó)Filmtec公司推出了FT-30高性能反滲透復(fù)合膜，實(shí)現(xiàn)了反滲透復(fù)合膜技術(shù)的商品化，從而使反滲透復(fù)合膜技術(shù)取得了劃時(shí)代的進(jìn)步。
芳香族聚酰胺膜脫鹽率高、通量大，耐生物降解，且機(jī)械、熱和化學(xué)穩(wěn)定性好，是目前世界上兩大最主要的反滲透膜之一，但其耐氧化、抗污染能力較差。目前，通常采用對(duì)膜面進(jìn)行改性、開發(fā)新型聚合單體和聚合工藝來(lái)提高芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜的抗氧化性。日本的Nitto Denko公司于1997年推出的耐污染型低壓反滲透復(fù)合膜LF10系列就是在傳統(tǒng)的芳香聚酰胺膜表面復(fù)合上一層PVA，既減弱了膜表面的負(fù)電性又提高了膜的親水性和耐氯性。但在膜面上進(jìn)行改性容易導(dǎo)致膜水通量降低。Kim等用多元胺和多元酚混合再與多元酰氯溶液進(jìn)行單面界面聚合，即在聚酰胺中引入酯功能鍵，使其耐氯性能大大改善。但脫鹽率和水通量等其他性能并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種高脫鹽率、高通量、耐氧化的聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜，并提供其制備方法。
本發(fā)明的聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜包括一層多孔的支撐層和一層致密的聚酯酰胺分離皮層。
所述多孔的支撐層可以為聚砜、聚醚砜、磺化聚砜或磺化聚醚砜；所述聚酯酰胺分離皮層由氨基葡萄糖、氨基葡萄二糖或氨基葡萄糖和間苯二胺的混合物與多元酰氯通過(guò)界面聚合得到；所述聚酯酰胺分離皮層的厚度在50～200nm之間。
聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟(1)將聚砜支撐膜單面浸入2％的氨基單體的水溶液；(2)待表面瀝干后，與0.1～0.2％多元酰氯溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)；(3)在空氣中干燥1～5分鐘；(4)50～100℃熱處理3～10分鐘；(5)去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。
反滲透復(fù)合膜性能測(cè)試在濃度為20000mg/L的氯化鈉水溶液、操作壓力1.6MPa、溫度25℃的條件下測(cè)試膜的性能。脫鹽率(R)和水通量(J)計(jì)算公式分別為 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例12％(wt％)氨基葡萄糖和0.1％(wt％)十二烷基硫酸鈉配成水相溶液，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH＝12；將均苯三甲酰氯(TMC)溶于正己烷中配成0.1％(wt％)有機(jī)相溶液。使聚砜支撐膜單面浸入2％的水相溶液中，時(shí)間3分鐘；瀝去多余水溶液，與有機(jī)相進(jìn)行反應(yīng)30秒；瀝去有機(jī)相，并在空氣中干燥1分鐘；在鼓風(fēng)干燥箱中于75℃熱處理3分鐘；去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。
將上面制得的反滲透復(fù)合膜干燥，用衰減全反射傅立葉紅外光譜儀測(cè)其紅外吸收。結(jié)果發(fā)現(xiàn)1663cm-1、1540cm-1處有吸收，分別為酰胺I帶和酰胺II帶特征峰特征峰，證明了酰胺鍵的生成。1013cm-1處C6羥基的吸收峰消失，同時(shí)在1540cm-1出現(xiàn)了酯基C-O-C的吸收峰，證明了酯基的生成。
實(shí)施例2按照與實(shí)施例1相同的步驟，制備反滲透復(fù)合膜。水相組成為1.2％(wt％)間苯二胺、0.8％(wt％)氨基葡萄糖和0.1％(wt％)十二烷基硫酸鈉，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH＝12；有機(jī)相為0.1％(wt％)的TMC溶于正己烷中配成；使聚砜支撐膜單面浸入水相溶液中，時(shí)間3分鐘；瀝去多余水溶液，與有機(jī)相進(jìn)行反應(yīng)60秒；瀝去有機(jī)相，并在空氣中干燥3分鐘；在鼓風(fēng)干燥箱中于85℃熱處理5分鐘；去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。
按照前面所述的方法，測(cè)定其性能。在濃度為20000mg/L的氯化鈉水溶液、操作壓力1.6MPa、溫度25℃下，通量為29.3L/m2·h，脫鹽率為98.0。
實(shí)施例3按照與實(shí)施例1相同的步驟，制備反滲透復(fù)合膜。水相組成為1.2％(wt％)間苯二胺、0.8％(wt％)氨基葡萄糖和0.1％(wt％)十二烷基硫酸鈉，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH＝12；有機(jī)相為0.2％(wt％)的TMC溶于C12溶劑油中配成；使聚砜支撐膜單面浸入水相溶液中，時(shí)間3分鐘；瀝去多余水溶液，與有機(jī)相進(jìn)行反應(yīng)60秒；瀝去有機(jī)相，并在空氣中干燥5分鐘；在鼓風(fēng)干燥箱中于85℃熱處理10分鐘；去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。
按照前面所述的方法，測(cè)定其性能。在濃度為20000mg/L的氯化鈉水溶液、操作壓力1.6MPa、溫度25℃下，通量為20.9L/m2·h，脫鹽率為98.6。
對(duì)比例1按照與實(shí)施例1相同的步驟，制備反滲透復(fù)合膜。先將2％(wt％)三乙胺溶于去離子水中，用鹽酸調(diào)節(jié)pH＝8；再將2％(wt％)間苯二胺和0.1％(wt％)十二烷基硫酸鈉溶于其中配成水相；有機(jī)相為0.2％(wt％)的TMC溶于C12溶劑油中配成；使聚砜支撐膜單面浸入水相溶液中，時(shí)間3分鐘；瀝去多余水溶液，與有機(jī)相進(jìn)行反應(yīng)30秒；瀝去有機(jī)相，并在空氣中干燥1分鐘；在鼓風(fēng)干燥箱中于75℃熱處理10分鐘；去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。
按照前面所述的方法，測(cè)定其性能。在濃度為20000mg/L的氯化鈉水溶液、操作壓力1.6MPa、溫度25℃下，通量為15.4L/m2·h，脫鹽率為98.1。
實(shí)施例4
將實(shí)施例3和對(duì)比例1所制備的反滲透復(fù)合膜，在含1000ppm有效氯的次氯酸鈉溶液中浸泡5小時(shí)，取出，用去離子洗滌。在濃度為20000mg/L的氯化鈉水溶液、操作壓力1.6MPa、溫度25℃下，測(cè)定其通量和脫鹽率。
結(jié)果如表1所示表1 反滲透復(fù)合膜的耐氧化性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，在同樣具有高脫鹽率(＞98％)的情況下，聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜比芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜具有更高的水通量；而且耐氯的氧化性也更好。
權(quán)利要求
1.一種聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜，其特征在于它包括一層多孔的支撐層和一層致密的聚酯酰胺分離皮層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透復(fù)合膜，其特征在于所述的多孔支撐層可以為聚砜、聚醚砜、磺化聚砜或磺化聚醚砜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透復(fù)合膜，其特征在于所述的聚酯酰胺分離皮層由氨基葡萄糖、氨基葡萄二糖或氨基葡萄糖和間苯二胺的混合物與多元酰氯通過(guò)界面聚合得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的反滲透復(fù)合膜，其特征在于所述聚酯酰胺分離皮層的厚度在50～200nm之間。
5.根據(jù)權(quán)利1所述聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟(1)將聚砜支撐膜單面浸入2％氨基單體的水溶液；(2)待表面瀝干后，與0.1～0.2％多元酰氯溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)；(3)在空氣中干燥1～5分鐘；(4)50～100℃熱處理3～10分鐘；(5)去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜，它包括一層多孔的支撐層和一層致密的聚酯酰胺分離皮層。所述聚酯酰胺分離皮層由氨基葡萄糖、氨基葡萄二糖或氨基葡萄糖和間苯二胺的混合物與多元酰氯通過(guò)界面聚合得到。所述聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟將聚砜支撐膜單面浸入2％的氨基單體的水溶液；待表面瀝干后，與0.1～0.2％多元酰氯溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)；在空氣中干燥1～5分鐘；50～100℃熱處理3～10分鐘；去離子水漂洗，制得反滲透復(fù)合膜。本發(fā)明所制備的聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜比芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜具有更高的水通量；而且耐氯的氧化性也更好。
文檔編號(hào)B01D71/56GK1954901SQ20051010432
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者王鐸, 婁紅瑞, 高從堦 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)