一種低壓高通量反滲透膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低壓高通量反滲透膜的制備方法，包括以下步驟：1）將基膜粘附于玻璃板上，將玻璃板插入浸沒(méi)在胺類水相單體溶液中，取出后去除表面液體；2）將玻璃板插入浸沒(méi)在含有多官能酰氯油相溶液中，取出后干燥，步驟1）中的水相單體溶液中加入添加劑，添加劑的添加量為每100重量份水相單體溶液加入1-20重量份的添加劑，添加劑為羥基吡啶類衍生物或羥基嗎啉類衍生物，本發(fā)明可以顯著提高膜的通量，對(duì)脫鹽率不會(huì)造成明顯降低，添加劑原料廉價(jià)易得，均為已經(jīng)工業(yè)化的產(chǎn)品，因此便于工業(yè)化放大生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種低壓高通量反滲透膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反滲透膜的制備方法，具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種通過(guò)在水相單體溶液中加入添加劑以提高反滲透膜通量的一種低壓高通量反滲透膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的商業(yè)化RO膜由于其表面致密的脫鹽層使得通量均較低，有許多研究者在水相和油相中加入許多親水性小分子添加劑等，通過(guò)在界面聚合反應(yīng)中影響反應(yīng)的程度等增加聚酰胺脫鹽層的疏松度從而提高膜的通量，但是一般通量提高的程度較低，同時(shí)由于增加降低了脫鹽層的致密度，使得膜的脫鹽率下降較多。例如現(xiàn)有的一些制備高通量RO膜的人采用在水相中添加小分子醇類或醚類，從而使其與油相的酰氯單體參與反應(yīng)從而降低脫鹽層的致密度，也有研究者在油相中添加具有與聚酰胺溶度參數(shù)比較接近的非質(zhì)子性溶劑如N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等，控制酰氯的水解程度從而增加脫鹽層的疏松度。但是這些方法帶來(lái)的膜性能提升效果并不顯著，由于這些方法中如果添加量太小，則對(duì)膜性能的影響也非常微小，如果添加量太大，一是造成與水相油相的溶解性能變差導(dǎo)致水相油相溶液不均勻穩(wěn)定，二是造成膜性能特別是脫鹽率的急劇衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種顯著提高反滲透膜的通量，同時(shí)基本保持脫鹽率沒(méi)有明顯變化的低壓高通量反滲透膜的制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種低壓高通量反滲透膜的制備方法，包括以下步驟:1)將基膜粘附于玻璃板上，將玻璃板插入浸沒(méi)在胺類水相單體溶液中，取出后去除表面液體；2)將玻璃板插入浸沒(méi)在含有多官能酰氯油相溶液中，取出后干燥，步驟I)中的水相單體溶液中加入添加劑，添加劑的添加量為每100重量份水相單體溶液加入1-20重量份的添加劑，添加劑為羥基吡啶類衍生物或羥基嗎啉類衍生物，羥基吡啶類衍生物為下列的一種:4_氯-2-羥基吡唆，2-羥乙基吡唆，4-羥基吡唆、2-甲基-3-羥基吡啶、2-氨基-3-羥基吡啶、3-羥基-2-硝基吡啶，羥基嗎啉類衍生物為下列的一種:4_羥乙基嗎啉、4-芐基-2-羥基嗎啉、2-羥乙基嗎啉、3-羥甲基嗎啉。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有的在水相和油相中添加小分子親水性試劑，以及在油相中添加非質(zhì)子性溶劑等，主要是有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是添加后的效果比較明顯，可以顯著提高膜的通量，大約能夠在原有通量的基礎(chǔ)上提升50%-70%左右，二是對(duì)脫鹽率不會(huì)造成明顯降低，該方法避免了水相添加小分子有機(jī)試劑造成的膜脫鹽率明顯降低，該方法在顯著提升膜通量的同時(shí)，基本保持膜的脫鹽率降低幅度在1-4個(gè)百分點(diǎn)之內(nèi)。三是添加劑原料廉價(jià)易得，均為已經(jīng)工業(yè)化的產(chǎn)品，因此便于工業(yè)化放大生產(chǎn)。對(duì)于現(xiàn)有反滲透膜相對(duì)運(yùn)行壓力較大同時(shí)通量較低的缺點(diǎn)，該技術(shù)主要解決了通量明顯提升。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0006]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:
[0007]圖1為實(shí)施例1所制備反滲透膜對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果；
[0008]圖2為實(shí)施例2所制備反滲透膜對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果；
[0009]圖3為實(shí)施例3所制備反滲透膜對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果；
[0010]圖4為實(shí)施例4所制備反滲透膜對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果；
[0011]圖5為實(shí)施例5所制備反滲透膜對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]反滲透膜分離性能測(cè)試
[0014]用250mg/L的NaCl水溶液為供料液，采用反滲透膜評(píng)價(jià)儀測(cè)定納濾復(fù)合膜的滲透水通量，通過(guò)測(cè)定進(jìn)料液的電導(dǎo)率和滲出液的電導(dǎo)率推出相關(guān)濃度，然后根據(jù)式I計(jì)算脫鹽率，式(2)計(jì)算膜的滲透水通量，膜有效面積為23.75cm2，測(cè)試所用壓力均為0.3MPa。
[0015]R= (Cf-Cp)/Cf X l00% (Cf-進(jìn)料液濃度，Cp-滲出液濃度)(I)
[0016]F =V/At (V-滲透水的體積，A-膜的有效面積，t-時(shí)間) (2)
[0017]實(shí)施例:1:
[0018]配制3wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的間苯二胺溶液，同時(shí)向其中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4-氯-2-羥基吡啶(添加量包括2wt%、4wt%、6wt%)，然后攪拌均勻后，再配制0.08wt%的多官能團(tuán)酰氯的正己烷溶液，將聚砜超濾膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后將玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后,取出玻璃板,然后將膜表面的水相晾干后。再將玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，待膜表面的有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后，即制得了高通量的反滲透膜，將制備的膜泡入純水中待測(cè)。本實(shí)施例對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果如圖1所示。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]配制3wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的間苯二胺溶液，同時(shí)向其中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3-羥甲基嗎啉(添加量包括2wt%、4wt%、6wt%),然后攪拌均勻后，再配制0.08wt%的多官能團(tuán)酰氯的正己烷溶液，將聚砜超濾膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后將玻璃板插入水相溶液中，放置10s后,取出玻璃板,然后將膜表面的水相晾干后。再將玻璃板插入油相溶液中，放置10s后，取出玻璃板，待膜表面的有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后，即制得了高通量的反滲透膜，將制備的膜泡入純水中待測(cè)。本實(shí)施例對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果如圖2所示。
[0021]實(shí)施例3:
[0022]配制3wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的間苯二胺溶液，同時(shí)向其中分別加入4wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4-氯-2-羥基吡啶、2-羥乙基吡啶、4-羥乙基嗎啉、4-芐基-2-羥基嗎啉，然后攪拌均勻后，再配制0.08wt%的多官能團(tuán)酰氯的正己烷溶液，將聚砜超濾膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后將玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，然后將膜表面的水相晾干后。再將玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后,取出玻璃板,待膜表面的有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后，即制得了高通量的反滲透膜，將制備的膜泡入純水中待測(cè)。本實(shí)施例對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果如圖3所示。
[0023]實(shí)施例4:
[0024]配制3wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的間苯二胺溶液，同時(shí)向其中加入4wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4-羥基吡P定、2_甲基-3-輕基卩比淀、2-氣基-3-輕基卩比淀、3-輕基-2-硝基卩比淀，2-輕乙基嗎琳，然后攪拌均勻后，再配制0.08被％的多官能團(tuán)酰氯的正己烷溶液，將聚砜超濾膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后將玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，然后將膜表面的水相晾干后。再將玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，待膜表面的有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后，即制得了高通量的反滲透膜，將制備的膜泡入純水中待測(cè)。本實(shí)施例對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果如圖4所示。
[0025]實(shí)施例5:
[0026]配制3wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的間苯二胺溶液，同時(shí)向其中加入Iwt%_20wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2-羥乙基嗎啉，然后攪拌均勻后，再配制0.08wt%的多官能團(tuán)酰氯的正己烷溶液，將聚砜超濾膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后將玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后,取出玻璃板,然后將膜表面的水相晾干后。再將玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，待膜表面的有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后，即制得了高通量的反滲透膜，將制備的膜泡入純水中待測(cè)。本實(shí)施例對(duì)NaCl溶液截留測(cè)試結(jié)果如圖5所示。
[0027]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]以上實(shí)例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓高通量反滲透膜的制備方法，包括以下步驟:1)將基膜粘附于玻璃板上，將玻璃板插入浸沒(méi)在胺類水相單體溶液中，取出后去除表面液體；2)將玻璃板插入浸沒(méi)在含有多官能酰氯油相溶液中，取出后干燥，其特征在于，步驟I)中的水相單體溶液中加入添加劑，添加劑的添加量為每100重量份水相單體溶液加入1-20重量份的添加劑，添加劑為羥基吡啶類衍生物或羥基嗎啉類衍生物，羥基吡啶類衍生物為下列的一種:4_氯-2-羥基吡啶，2-羥乙基吡啶，4-羥基吡啶、2-甲基-3-羥基吡啶、2-氨基-3-羥基吡啶、3-羥基-2-硝基吡啶，羥基嗎啉類衍生物為下列的一種:4_羥乙基嗎啉、4-芐基-2-羥基嗎啉、2-羥乙基嗎啉、3-羥甲基嗎啉。
【文檔編號(hào)】B01D71/68GK103846014SQ201410035927
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】陳亦力, 彭鵬, 劉德祥, 李鎖定, 夏建中 申請(qǐng)人:北京碧水源膜科技有限公司