本發(fā)明屬于分離膜領(lǐng)域，尤其涉及一種反滲透膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、反滲透技術(shù)是利用壓力驅(qū)動實現(xiàn)溶質(zhì)和溶劑分離的高端水處理技術(shù)，大多數(shù)反滲透膜是以超濾膜作為支撐層，在支撐層表面上通過多元胺和多元酰氯之間的界面聚合反應(yīng)制備而成的復(fù)合膜，具備高交聯(lián)度和較低自由體積，因此表現(xiàn)出良好的選擇性，較好的水通量性能。

2、中國專利cn1301586a公開了一種聚酰胺反滲透復(fù)合膜及其制造方法，其利用多官能基性胺、多官能基性酰基鹵化物等原料在支撐層材料上進(jìn)行界面聚合反應(yīng)制備出了由支撐層與聚酰胺層組成的聚酰胺反滲透復(fù)合膜。但在實際水處理過程中，由于聚酰胺層的親水性較差，水中的細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等污染物很容易在該反滲透復(fù)合膜的表面和膜孔內(nèi)吸附沉淀造成膜孔的堵塞，引起膜污染，從而導(dǎo)致該反滲透復(fù)合膜中支撐層與聚酰胺層的脫離，最終導(dǎo)致反滲透復(fù)合膜過濾效果變差。

3、目前，膜污染已經(jīng)成為制約反滲透技術(shù)發(fā)展和推廣的重要因素之一，如何解決反滲膜的污染問題已成為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種反滲透膜的制備方法，采用該方法制備的反滲透膜兼具良好的滲透性、親水性、抗污染性、抗菌性和耐沖刷性。

2、本發(fā)明提供了一種反滲透膜的制備方法，包括以下步驟：

3、a）在底膜的支撐層表面涂覆含有多官能胺的水相溶液，然后再涂覆含有多官能性?；u化物的油相溶液，之后進(jìn)行干燥使支撐層表面形成聚酰胺分離層，得到初生態(tài)膜；

4、步驟a）中，所述多官能胺為間苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、n-(2-羥乙基)乙二胺、1,2-二氨基環(huán)己烷、1,3-二氨基環(huán)己烷、1,4-二氨基環(huán)己烷、二乙烯三胺、間苯二胺、對苯二胺、鄰苯二胺、均苯三胺、哌嗪和4-氨基甲基哌嗪中的一種或多種，所述多官能胺在水相溶液中的含量為0.5~5wt%；所述多官能性?；u化物為均苯三甲酰氯，所述多官能性?；u化物在油相溶液中的含量為0.05~0.3wt%；

5、b）將所述初生態(tài)膜浸泡在ph值為9~12的堿性溶液中，之后進(jìn)行漂洗，得到半成品膜；

6、步驟b）中，所述浸泡的溫度為15~30℃；所述浸泡的時間為1~5min；

7、c）在所述半成品膜的聚酰胺分離層表面涂覆含有聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷和氨基硅烷偶聯(lián)劑的后處理溶液，干燥；

8、d）將完成步驟c）處理的膜片浸泡在3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液中進(jìn)行季銨化反應(yīng)，干燥，得到反滲透膜。

9、優(yōu)選的，步驟b）中，所述堿性溶液為氫氧化鈉水溶液。

10、優(yōu)選的，步驟b）中，所述漂洗的過程具體包括：依次進(jìn)行異丙醇水溶液初洗滌、初水洗、異丙醇水溶液再洗滌、再水洗和甘油水溶液洗滌。

11、優(yōu)選的，所述異丙醇水溶液初洗滌的異丙醇濃度為1~5wt%，洗滌溫度為50~80℃，洗滌時間為2~10min；

12、所述初水洗的溫度為15~30℃，時間為1~5min；

13、所述異丙醇水溶液再洗滌的異丙醇濃度為1~5wt%，洗滌溫度為50~80℃，洗滌時間為2~10min；

14、所述再水洗的溫度為15~30℃，時間為1~5min；

15、所述甘油水溶液洗滌的甘油濃度為2~6wt%，洗滌溫度為15~30℃，洗滌時間為2~10min。

16、優(yōu)選的，步驟c）中，所述聚乙烯醇的數(shù)均分子量為150000~300000，所述聚二甲基硅氧烷的數(shù)均分子量為500~8000。

17、優(yōu)選的，步驟c）中，所述氨基硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷。

18、優(yōu)選的，步驟c）中，所述后處理溶液的聚乙烯醇含量為1~3wt%，聚二甲基硅氧烷含量為0.05~2wt%，氨基硅烷偶聯(lián)劑含量為0.01~1wt%。

19、優(yōu)選的，步驟c）中，所述后處理溶液中還含有表面活性劑。

20、優(yōu)選的，步驟c）中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉和/或月桂基硫酸鈉；所述表面活性劑在后處理溶液中的含量為0.05~2wt%。

21、優(yōu)選的，步驟d）中，所述3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液的濃度為1~2wt%，ph值為8~11。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種反滲透膜的制備方法，包括以下步驟：a）在底膜的支撐層表面涂覆含有多官能胺的水相溶液，然后再涂覆含有多官能性?；u化物的油相溶液，之后進(jìn)行干燥使支撐層表面形成聚酰胺分離層，得到初生態(tài)膜；b）將所述初生態(tài)膜浸泡在ph值為9~12的堿性溶液中，之后進(jìn)行漂洗，得到半成品膜；c）在所述半成品膜的聚酰胺分離層表面涂覆含有聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷和氨基硅烷偶聯(lián)劑的后處理溶液，干燥；d）將完成步驟c）處理的膜片浸泡在3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液中進(jìn)行季銨化反應(yīng)，干燥，得到反滲透膜。采用本發(fā)明方法制備的反滲透膜兼具良好的滲透性、親水性、抗污染性、抗菌性和耐沖刷性。更具體來說，該制備方法的關(guān)鍵點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)如下：

23、（1）將初生態(tài)反滲透膜浸泡在強(qiáng)堿性溶液中進(jìn)行浸泡。在強(qiáng)堿性條件下，溶液中的氫氧根離子（oh-）可以促進(jìn)酰胺鍵（-conh-）的水解，生成相應(yīng)的羧酸鹽和氨基，水解反應(yīng)生成的羧酸鹽和氨基在堿性環(huán)境中進(jìn)一步反應(yīng)，可以生成新的羥基（-oh）基團(tuán)。這樣，原本的酰胺鍵位置被羥基取代，提升了反滲透膜表面的親水性，增強(qiáng)了膜表面的抗污染性能，同時得到更多的具有反應(yīng)活性的羥基位點(diǎn)，用于后續(xù)鍵合3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。

24、（2）采用含有聚乙烯醇（pva）、聚二甲基硅氧烷（pdms）和氨基硅烷偶聯(lián)劑的后處理溶液對反滲透膜的聚酰胺分離層進(jìn)行涂覆。氨基硅烷偶聯(lián)劑首先與pdms表面的硅羥基反應(yīng)，形成硅氧烷鍵（si-o-si），將氨基硅烷偶聯(lián)劑牢固地錨定在pdms表面的同時，使pdms表面氨基化，錨定在pdms表面的氨基可以與pva中的羥基發(fā)生反應(yīng)，形成氫鍵或通過脫水縮合形成共價鍵，氨基硅烷偶聯(lián)劑在pva和pdms之間起到了橋梁作用，增強(qiáng)了兩者之間的相互作用。這種相互作用既有物理吸附，也有化學(xué)鍵合，且pdms本身具有極好的柔韌性和彈性，使得膜片的機(jī)械性能、耐化學(xué)性和耐沖刷性，從而有效緩解膜片在水處理過程中水通量下降和分離性能降低的問題。

25、（3）將反滲透膜浸泡在3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液進(jìn)行季銨化反應(yīng)。3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨具有一個帶正電荷的氮原子，可以通過離子鍵或共價鍵與pdms表面的氨基結(jié)合；同時，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨中的氯原子可以與氨基發(fā)生親核取代反應(yīng)，形成穩(wěn)定的共價鍵；另外，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨可以與反滲透膜表面的活性羥基發(fā)生接枝反應(yīng)并生成醚鍵。在上述三種方式的共同作用下，在反滲透膜表面鍵合上具有抗菌活性的季銨鹽基，更耐沖刷，抗菌效果更持久。

技術(shù)特征：

1.一種反滲透膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b）中，所述堿性溶液為氫氧化鈉水溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b）中，所述漂洗的過程具體包括：依次進(jìn)行異丙醇水溶液初洗滌、初水洗、異丙醇水溶液再洗滌、再水洗和甘油水溶液洗滌。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述異丙醇水溶液初洗滌的異丙醇濃度為1~5wt%，洗滌溫度為50~80℃，洗滌時間為2~10min；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c）中，所述聚乙烯醇的數(shù)均分子量為150000~300000，所述聚二甲基硅氧烷的數(shù)均分子量為500~8000。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c）中，所述氨基硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c）中，所述后處理溶液的聚乙烯醇含量為1~3wt%，聚二甲基硅氧烷含量為0.05~2wt%，氨基硅烷偶聯(lián)劑含量為0.01~1wt%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c）中，所述后處理溶液中還含有表面活性劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟c）中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉和/或月桂基硫酸鈉；所述表面活性劑在后處理溶液中的含量為0.05~2wt%。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟d）中，所述3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液的濃度為1~2wt%，ph值為8~11。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于分離膜領(lǐng)域，尤其涉及一種反滲透膜的制備方法，包括以下步驟：a）在底膜的支撐層表面涂覆含有多官能胺的水相溶液，然后再涂覆含有多官能性?；u化物的油相溶液，之后進(jìn)行干燥使支撐層表面形成聚酰胺分離層，得到初生態(tài)膜；b）將所述初生態(tài)膜浸泡在pH值為9~12的堿性溶液中，之后進(jìn)行漂洗，得到半成品膜；c）在所述半成品膜的聚酰胺分離層表面涂覆含有聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷和氨基硅烷偶聯(lián)劑的后處理溶液，干燥；d）將完成步驟c）處理的膜片浸泡在3?氯?2?羥丙基三甲基氯化銨水溶液中進(jìn)行季銨化反應(yīng)，干燥，得到反滲透膜。采用本發(fā)明方法制備的反滲透膜兼具良好的滲透性、親水性、抗污染性、抗菌性和耐沖刷性。

技術(shù)研發(fā)人員：齊薩仁,熊紹輝,曾浩浩,余普韌,唐強(qiáng),石楚道,何亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南沁森高科新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9