一種聚多巴胺改性聚酰胺復(fù)合正滲透膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，特別設(shè)及一種聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界人口的快速增長(zhǎng)，水資源短缺和水質(zhì)惡化已經(jīng)成為威脅和制約全人類(lèi)生 存和發(fā)展的重要因素。如何廉價(jià)的從海水中提取淡水一直是人們關(guān)屯、的重要科學(xué)技術(shù)問(wèn) 題。目前，海水淡化廣泛采用的是反滲透膜處理技術(shù)，然而運(yùn)種壓力驅(qū)動(dòng)型的膜過(guò)程需要施 加很大的外壓，能耗較高，而且容易造成膜污染。正滲透是一種新型的膜分離技術(shù)，該技術(shù) 利用膜兩側(cè)的原料液和汲取液間的滲透壓作為驅(qū)動(dòng)力，使水自發(fā)的透過(guò)膜而溶質(zhì)被截留。 相比于傳統(tǒng)的超濾、納濾和反滲透過(guò)程，正滲透具有低能耗、低膜污染、高水回收率等特點(diǎn)， 因而在海水淡化、污水處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 早期的正滲透研究主要W反滲透膜作為正滲透膜材料，但不能得到令人滿意的效 果。目前商業(yè)化的正滲透膜只有美國(guó)HTI公司生產(chǎn)的S醋酸纖維素膜，運(yùn)種膜存在水通量 較低、反鹽擴(kuò)散通量較高、易水解等缺點(diǎn)，限制了其大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。最近幾年，一些復(fù)合正 滲透膜的制備方法被相繼報(bào)道，運(yùn)些復(fù)合膜通常包括一個(gè)多空支撐層和一個(gè)超薄的表面分 離層。然而，存在于多孔支撐層內(nèi)部的濃差極化現(xiàn)象很大程度上降低了滲透過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力。 內(nèi)濃差極化是由于多空支撐層內(nèi)汲取液被稀釋或原料液被濃縮所造成的，它的存在使正滲 透過(guò)程中的實(shí)際水通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論通量。一般來(lái)說(shuō)，多孔支撐層越薄、親水性越好、孔隙 率越高，內(nèi)濃差極化現(xiàn)象就越弱，水通量就越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有方法制備正滲透膜存在的不足之處，提出了一種高水 通量和高鹽截留率的聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備方法，具體是按 如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備方法，包括如下步驟：
[0007] (1)制備支撐層：將成膜聚合物溶于有機(jī)溶劑中，加入致孔劑，在30~70°C條件下 攬拌4~8h，靜置12h W上使其脫泡完全，得到的鑄膜液，然后通過(guò)浸沒(méi)-沉淀相轉(zhuǎn)化法將 鑄膜液制備成平板膜形式，即支撐層；
[000引 似制備聚多己胺改性的支撐層：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05~0. 2 %的多己胺溶于抑= 8. 5的tris-肥1溶液中，配置成多己胺tris-肥1溶液，再將步驟（1)所制備的支撐層放入 上述配置的多己胺tris-HCl溶液中，在25°C的非密封條件下反應(yīng)0. 5~化，得到聚多己胺 改性的支撐層；
[0009] (3)制備分離層：將步驟（2)所制備的聚多己胺改性支撐層的致密側(cè)浸入間苯二 胺的水溶液中0. 5~2min，取出后用濾紙拭去表面殘余的液滴，再將致密側(cè)放入均苯=甲 酷氯的正己燒溶液中，反應(yīng)1~4min，即得到聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜。
[0010] 所述步驟（1)中的成膜聚合物為聚諷或聚酸諷或聚四氣乙締或聚丙締臘；所述有 機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酯胺或N，N-二甲基乙酷胺或N-甲基化咯燒酬；所述致孔劑為聚乙 締化咯燒酬或聚乙二醇或氯化裡或氯化鋒；所述鑄膜液中成膜聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12~ 18%，致孔劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1~0.5%。
[0011] 所述步驟（1)制備的支撐層的厚度為60~120 ym。
[0012] 所述步驟2中多己胺tri S-HC1溶液現(xiàn)配現(xiàn)用。
[0013] 所述步驟（3)中間苯二胺的水溶液中間苯二胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1~4%;所述均苯 S甲酯氯的正己燒溶液中均苯S甲酯氯與正己燒的質(zhì)量（g)/體積（L)比為0.05~0.2(w/ V)%。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供了一種聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備 方法，該方法在多孔支撐層的上下表面均涂覆了聚多己胺層，聚多己胺表面有很多簇基和 氨基，利用其親水性，極大地提高了正滲透膜的水通量，同時(shí)聚多己胺層的存在也使得聚酷 胺分離層與支撐層的結(jié)合更為緊密，增加了對(duì)溶質(zhì)的截留能力，提高了正滲透膜的截留率。
[0015] 本發(fā)明制成的聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜親水性好，純水滲透通量大，反 鹽擴(kuò)散通量小，適用于海水淡化等水處理領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0016]W下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]實(shí)例 1
[0018] 本發(fā)明所述聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備方法的一種實(shí)例，其具體方 法包括如下步驟：
[0019] (1)制備支撐層：將16g聚諷溶于83. 75gN-甲基化咯燒酬中，加入0.25g聚乙締 化咯燒酬，在7(TC條件下攬拌地，靜置12h W上使其脫泡完全，得到的鑄膜液，然后通過(guò)浸 沒(méi)-沉淀相轉(zhuǎn)化法將聚合物鑄膜液制備成平板膜形式的支撐層；
[0020] 似制備聚多己胺改性的支撐層：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 %的多己胺溶于抑=8. 5的 tris-HCl溶液中，配置成多己胺tris-HCl溶液，再將步驟（1)所制備的支撐層放入上述配 置的多己胺tris-HCl溶液中，在25°C的非密封條件下反應(yīng)比，得到聚多己胺改性的支撐 層；
[002。 做制備分離層：將步驟似所制備的聚多己胺改性支撐層的致密側(cè)浸入2%的間 苯二胺的水溶液中2min，取出后用濾紙拭去表面殘余的液滴，再將致密側(cè)放入0. l(w/v) % 均苯S甲酯氯的正己燒溶液中，反應(yīng)2min，得到聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜。
[0022] 衡量正滲透膜性能的兩個(gè)主要指標(biāo)是純水通量（Jy)和反鹽擴(kuò)散通量（1)，純水通 量和反鹽擴(kuò)散通量分別定義為：
[00幼其中，Anwa歷汲取液增重，Am為膜的有效面積，At為測(cè)試時(shí)間，Cf和V汾別為 測(cè)試結(jié)束時(shí)原料液的濃度和體積。
[0026] 將實(shí)例中制得的平板膜式復(fù)合正滲透膜進(jìn)行如下測(cè)試：W 2mol/L的氯化鋼溶液 作為汲取液，W去離子水作為原料液，測(cè)試復(fù)合正滲透膜的純水通量和反鹽擴(kuò)散通量。當(dāng)復(fù) 合正滲透膜的朝向不同時(shí)，有兩種測(cè)試模式：（1)復(fù)合膜的分離層朝向原料液，支撐層朝向 汲取液，稱(chēng)為F0模式；（2)復(fù)合膜的分離層朝向汲取液，支撐層朝向原料液，稱(chēng)為PRO模式。
[0027] 本實(shí)例中制得的聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜在PRO模式下測(cè)得的純水通 量為47. OL/m2 ? h，反鹽擴(kuò)散通量為3. 2g/m2 ? h。
[002引 實(shí)例2
[0029] 本發(fā)明所述聚多己胺改性聚酷胺復(fù)合正滲透膜的制備方法的一種實(shí)例，其具體方 法包括如下步驟：
[0030] (1)制備支撐層：將14g聚諷溶于85. 75gN-甲基化咯燒酬中，加入0.25g聚乙締 化咯燒酬，在7(TC條件下攬拌6h，將得到的鑄膜液靜置1化W上使其脫泡完全，得到的鑄膜 液，然后通過(guò)浸沒(méi)-沉淀相轉(zhuǎn)化法將聚合物鑄膜液制備成平板膜形式的支撐層；
[003。似制備聚多己胺改性的支撐層：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的多己胺溶于抑=8. 5的 tris-HCl溶液中，配置成多己胺tris-HCl溶液，再將步驟（1)所制備的支撐層放入上述配 置的多己胺tris-HCl溶液中，在25°C的非密封條件下反應(yīng)比，