本發(fā)明涉及分離膜，具體涉及一種耐污染海水淡化膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、海水淡化水是水資源供給的重要增量水源，其直接利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水，具有水質(zhì)優(yōu)良、供給穩(wěn)定、不受氣候和時(shí)空影響等優(yōu)勢(shì)。其中，反滲透海水淡化技術(shù)為獲取海水淡化水的重要途徑。

2、與熱法海水淡化技術(shù)相比，反滲透海水淡化技術(shù)雖然具有眾多的優(yōu)勢(shì)，但仍然存在一些亟需解決的問題，如滲透通量低、耐污染性能差以及不耐活性氯氧化等問題。其中，耐污染性能差是指反滲透膜易受海水中的膠體粒子和有機(jī)物等污染物污染，被污染后的反滲透膜直接導(dǎo)致滲透通量和截鹽率顯著降低，使得使用壽命大大縮短。

3、因此，需要開發(fā)出一種耐污染海水淡化膜及其制備方法以解決現(xiàn)有反滲透海水淡化技術(shù)中存在的滲透通量低、耐污染性能差以及不耐活性氯氧化的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種耐污染海水淡化膜及其制備方法，具體技術(shù)方案如下：

2、在第一方面，本發(fā)明提供了一種耐污染海水淡化膜的制備方法，包括：

3、步驟s1、在基礎(chǔ)層上經(jīng)第一次界面聚合反應(yīng)形成聚酰胺層；在所述聚酰胺層上剩余未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)；

4、步驟s2、在所述聚酰胺層上涂覆耐污染改性溶液，在所述耐污染改性溶液中含有帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體與所述聚酰胺層上剩余未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)經(jīng)第二次界面聚合反應(yīng)形成耐污染海水淡化膜。

5、可選的，在所述耐污染改性溶液中，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1％-5.0％；控制所述耐污染改性溶液在所述聚酰胺層上的涂覆量為50-150g/m2。

6、可選的，在所述耐污染改性溶液中，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5％-3.0％。

7、可選的，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體包括氨基咪唑類單體、氨基嘧啶類單體、氨基吡唑類單體和氨基噠嗪類單體中的至少一種。

8、可選的，所述氨基咪唑類單體包括(1h-咪唑-4-基)甲胺、組胺和4-氨基咪唑中的至少一種；

9、所述氨基嘧啶類單體包括5-氨基嘧啶、5-嘧啶甲胺和2-(嘧啶-5-基)乙胺中的至少一種；

10、所述氨基吡唑類單體包括3-氨基吡唑、3-(氨基甲基)吡唑和2-(3-吡唑基)乙胺中的至少一種；

11、所述氨基噠嗪類單體包括4-氨基噠嗪、4-氨甲基噠嗪和2-(噠嗪-4-基)乙-1-胺中的至少一種。

12、可選的，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體包括4-氨基咪唑、5-氨基嘧啶、3-氨基吡唑和4-氨基噠嗪中的至少一種。

13、可選的，在所述耐污染改性溶液中采用的溶劑包括正己烷、正庚烷、正癸烷和環(huán)己烷中的任意一種。

14、可選的，在步驟s2中，在進(jìn)行所述第二次界面聚合反應(yīng)之前，需要將涂覆在所述聚酰胺層上的耐污染改性溶液進(jìn)行振動(dòng)分散處理，采用的振動(dòng)頻率為20-50hz，振動(dòng)時(shí)間為5-30s；

15、還包括步驟s3，對(duì)所制備的耐污染海水淡化膜進(jìn)行烘干處理；所述烘干處理采用的烘干溫度為60-90℃，烘干時(shí)間為2-8min。

16、可選的，在步驟s1中，所述基礎(chǔ)層包括依次層疊設(shè)置的無紡布層和聚砜支撐層；

17、在所述聚砜支撐層上經(jīng)第一次界面聚合反應(yīng)形成聚酰胺層。

18、在第二方面，本發(fā)明提供了一種耐污染海水淡化膜，其采用所述的耐污染海水淡化膜的制備方法制備得到。

19、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有以下有益效果：

20、(1)本發(fā)明提供的一種耐污染海水淡化膜及其制備方法，制備出的耐污染海水淡化膜具備高的滲透通量、抗污染性能以及耐活性氯氧化性能。具體的，在耐污染改性溶液中使用的帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體能夠與所述聚酰胺層上剩余未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)經(jīng)第二次界面聚合反應(yīng)形成耐污染海水淡化膜，大大減少未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)，避免未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)水解成為羧酸基團(tuán)導(dǎo)致膜表面帶負(fù)電荷的情況出現(xiàn)，所形成的耐污染海水淡化膜的膜表面的電荷更趨向于電中性，對(duì)帶有正電荷和負(fù)電荷的污染物抗污染性能增加；同時(shí)，氮雜環(huán)單體牢固的附著在聚酰胺層表面上，在長(zhǎng)期使用中和復(fù)雜環(huán)境下均難以脫落，提高了耐污染海水淡化膜的穩(wěn)定性和耐久性。另外，經(jīng)第二次界面聚合反應(yīng)形成的耐污染海水淡化膜的膜表面光滑，粗糙度顯著降低，可有效減少污染物在膜表面的附著，提升膜表面的耐污染能力，并且在清洗過程中易于清除。再有，氮雜環(huán)單體中的n-可優(yōu)先與活性氯發(fā)生反應(yīng)，減輕活性氯對(duì)聚酰胺層的攻擊和破壞，提高了耐污染海水淡化膜的耐活性氯氧化性能。還有，氮雜環(huán)單體引入后提升了耐污染海水淡化膜表面的親水性，親水性的提升使得水分子更容易在膜表面進(jìn)行擴(kuò)散，減少了傳輸阻力，從而提高了水的滲透速度，進(jìn)而提高了滲透通量。

21、(2)本發(fā)明在進(jìn)行第二次界面聚合反應(yīng)之前，需要將涂覆在聚酰胺層上的耐污染改性溶液進(jìn)行振動(dòng)分散處理，采用的振動(dòng)頻率為20-50hz，振動(dòng)時(shí)間為5-30s，有助于將帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體與聚酰胺層上剩余未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)充分接觸，確保第二次界面聚合反應(yīng)充分，進(jìn)一步提升耐污染海水淡化膜的抗污染性能。

22、(3)本發(fā)明采用的帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體為大宗工業(yè)產(chǎn)品，價(jià)格低廉。本發(fā)明保護(hù)的制備方法能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，具有實(shí)用性。

23、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

技術(shù)特征：

1.一種耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，在所述耐污染改性溶液中，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1％-5.0％；控制所述耐污染改性溶液在所述聚酰胺層上的涂覆量為50-150g/m2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，在所述耐污染改性溶液中，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5％-3.0％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體包括氨基咪唑類單體、氨基嘧啶類單體、氨基吡唑類單體和氨基噠嗪類單體中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，所述氨基咪唑類單體包括(1h-咪唑-4-基)甲胺、組胺和4-氨基咪唑中的至少一種；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體包括4-氨基咪唑、5-氨基嘧啶、3-氨基吡唑和4-氨基噠嗪中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，在所述耐污染改性溶液中采用的溶劑包括正己烷、正庚烷、正癸烷和環(huán)己烷中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，在步驟s2中，在進(jìn)行所述第二次界面聚合反應(yīng)之前，需要將涂覆在所述聚酰胺層上的耐污染改性溶液進(jìn)行振動(dòng)分散處理，采用的振動(dòng)頻率為20-50hz，振動(dòng)時(shí)間為5-30s；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐污染海水淡化膜的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述基礎(chǔ)層包括依次層疊設(shè)置的無紡布層和聚砜支撐層；

10.一種耐污染海水淡化膜，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的耐污染海水淡化膜的制備方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及分離膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐污染海水淡化膜及其制備方法。該耐污染海水淡化膜由該制備方法制備得到。該制備方法包括在基礎(chǔ)層上經(jīng)第一次界面聚合反應(yīng)形成聚酰胺層；在所述聚酰胺層上剩余未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)；在所述聚酰胺層上涂覆耐污染改性溶液，在所述耐污染改性溶液中含有帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體，所述帶氨基基團(tuán)的氮雜環(huán)單體與所述聚酰胺層上剩余未反應(yīng)的酰氯基團(tuán)經(jīng)第二次界面聚合反應(yīng)形成耐污染海水淡化膜。本發(fā)明制備出的耐污染海水淡化膜具備高的滲透通量、抗污染性能以及耐活性氯氧化性能。

技術(shù)研發(fā)人員：彭博,路宏偉,廖騫,彭偉,賀攀,胡群輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南澳維科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10