一种低压高通量反渗透膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低压高通量反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：1）将基膜粘附于玻璃板上，将玻璃板插入浸没在胺类水相单体溶液中，取出后去除表面液体；2）将玻璃板插入浸没在含有多官能酰氯油相溶液中，取出后干燥，步骤1）中的水相单体溶液中加入添加剂，添加剂的添加量为每100重量份水相单体溶液加入1-20重量份的添加剂，添加剂为羟基吡啶类衍生物或羟基吗啉类衍生物，本发明可以显著提高膜的通量，对脱盐率不会造成明显降低，添加剂原料廉价易得，均为已经工业化的产品，因此便于工业化放大生产。
【专利说明】一种低压高通量反渗透膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种反渗透膜的制备方法，具体的说，本发明涉及一种通过在水相单体溶液中加入添加剂以提高反渗透膜通量的一种低压高通量反渗透膜的制备方法。
【背景技术】
[0002]现有的商业化RO膜由于其表面致密的脱盐层使得通量均较低，有许多研究者在水相和油相中加入许多亲水性小分子添加剂等，通过在界面聚合反应中影响反应的程度等增加聚酰胺脱盐层的疏松度从而提高膜的通量，但是一般通量提高的程度较低，同时由于增加降低了脱盐层的致密度，使得膜的脱盐率下降较多。例如现有的一些制备高通量RO膜的人采用在水相中添加小分子醇类或醚类，从而使其与油相的酰氯单体参与反应从而降低脱盐层的致密度，也有研究者在油相中添加具有与聚酰胺溶度参数比较接近的非质子性溶剂如N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等，控制酰氯的水解程度从而增加脱盐层的疏松度。但是这些方法带来的膜性能提升效果并不显著，由于这些方法中如果添加量太小，则对膜性能的影响也非常微小，如果添加量太大，一是造成与水相油相的溶解性能变差导致水相油相溶液不均匀稳定，二是造成膜性能特别是脱盐率的急剧衰减。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种显著提高反渗透膜的通量，同时基本保持脱盐率没有明显变化的低压高通量反渗透膜的制备方法。
[0004]为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是:一种低压高通量反渗透膜的制备方法，包括以下步骤:1)将基膜粘附于玻璃板上，将玻璃板插入浸没在胺类水相单体溶液中，取出后去除表面液体；2)将玻璃板插入浸没在含有多官能酰氯油相溶液中，取出后干燥，步骤I)中的水相单体溶液中加入添加剂，添加剂的添加量为每100重量份水相单体溶液加入1-20重量份的添加剂，添加剂为羟基吡啶类衍生物或羟基吗啉类衍生物，羟基吡啶类衍生物为下列的一种:4_氯-2-羟基吡唆，2-羟乙基吡唆，4-羟基吡唆、2-甲基-3-羟基吡啶、2-氨基-3-羟基吡啶、3-羟基-2-硝基吡啶，羟基吗啉类衍生物为下列的一种:4_羟乙基吗啉、4-苄基-2-羟基吗啉、2-羟乙基吗啉、3-羟甲基吗啉。
[0005]本发明与现有的在水相和油相中添加小分子亲水性试剂，以及在油相中添加非质子性溶剂等，主要是有以下几个优点，一是添加后的效果比较明显，可以显著提高膜的通量，大约能够在原有通量的基础上提升50%-70%左右，二是对脱盐率不会造成明显降低，该方法避免了水相添加小分子有机试剂造成的膜脱盐率明显降低，该方法在显著提升膜通量的同时，基本保持膜的脱盐率降低幅度在1-4个百分点之内。三是添加剂原料廉价易得，均为已经工业化的产品，因此便于工业化放大生产。对于现有反渗透膜相对运行压力较大同时通量较低的缺点，该技术主要解决了通量明显提升。
【专利附图】
【附图说明】[0006]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中:
[0007]图1为实施例1所制备反渗透膜对NaCl溶液截留测试结果；
[0008]图2为实施例2所制备反渗透膜对NaCl溶液截留测试结果；
[0009]图3为实施例3所制备反渗透膜对NaCl溶液截留测试结果；
[0010]图4为实施例4所制备反渗透膜对NaCl溶液截留测试结果；
[0011]图5为实施例5所制备反渗透膜对NaCl溶液截留测试结果。
【具体实施方式】
[0012]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0013]反渗透膜分离性能测试
[0014]用250mg/L的NaCl水溶液为供料液，采用反渗透膜评价仪测定纳滤复合膜的渗透水通量，通过测定进料液的电导率和渗出液的电导率推出相关浓度，然后根据式I计算脱盐率，式(2)计算膜的渗透水通量，膜有效面积为23.75cm2，测试所用压力均为0.3MPa。
[0015]R= (Cf-Cp)/Cf X l00% (Cf-进料液浓度，Cp-渗出液浓度)(I)
[0016]F =V/At (V-渗透水的体积，A-膜的有效面积，t-时间) (2)
[0017]实施例:1:
[0018]配制3wt%质量分数的间苯二胺溶液，同时向其中加入不同质量分数的4-氯-2-羟基吡啶(添加量包括2wt%、4wt%、6wt%)，然后搅拌均匀后，再配制0.08wt%的多官能团酰氯的正己烷溶液，将聚砜超滤膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后将玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后,取出玻璃板,然后将膜表面的水相晾干后。再将玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，待膜表面的有机溶剂完全挥发后，即制得了高通量的反渗透膜，将制备的膜泡入纯水中待测。本实施例对NaCl溶液截留测试结果如图1所示。
[0019]实施例2:
[0020]配制3wt%质量分数的间苯二胺溶液，同时向其中加入不同质量分数的3-羟甲基吗啉(添加量包括2wt%、4wt%、6wt%),然后搅拌均匀后，再配制0.08wt%的多官能团酰氯的正己烷溶液，将聚砜超滤膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后将玻璃板插入水相溶液中，放置10s后,取出玻璃板,然后将膜表面的水相晾干后。再将玻璃板插入油相溶液中，放置10s后，取出玻璃板，待膜表面的有机溶剂完全挥发后，即制得了高通量的反渗透膜，将制备的膜泡入纯水中待测。本实施例对NaCl溶液截留测试结果如图2所示。
[0021]实施例3:
[0022]配制3wt%质量分数的间苯二胺溶液，同时向其中分别加入4wt%质量分数的4-氯-2-羟基吡啶、2-羟乙基吡啶、4-羟乙基吗啉、4-苄基-2-羟基吗啉，然后搅拌均匀后，再配制0.08wt%的多官能团酰氯的正己烷溶液，将聚砜超滤膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后将玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，然后将膜表面的水相晾干后。再将玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后,取出玻璃板,待膜表面的有机溶剂完全挥发后，即制得了高通量的反渗透膜，将制备的膜泡入纯水中待测。本实施例对NaCl溶液截留测试结果如图3所示。
[0023]实施例4:
[0024]配制3wt%质量分数的间苯二胺溶液，同时向其中加入4wt%质量分数的4-羟基吡P定、2_甲基-3-轻基卩比淀、2-氣基-3-轻基卩比淀、3-轻基-2-硝基卩比淀，2-轻乙基吗琳，然后搅拌均匀后，再配制0.08被％的多官能团酰氯的正己烷溶液，将聚砜超滤膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后将玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，然后将膜表面的水相晾干后。再将玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，待膜表面的有机溶剂完全挥发后，即制得了高通量的反渗透膜，将制备的膜泡入纯水中待测。本实施例对NaCl溶液截留测试结果如图4所示。
[0025]实施例5:
[0026]配制3wt%质量分数的间苯二胺溶液，同时向其中加入Iwt%_20wt%质量分数的2-羟乙基吗啉，然后搅拌均匀后，再配制0.08wt%的多官能团酰氯的正己烷溶液，将聚砜超滤膜片(截留分子量68000左右)固定在玻璃板上，然后将玻璃板插入水相溶液中，放置IOs后,取出玻璃板,然后将膜表面的水相晾干后。再将玻璃板插入油相溶液中，放置IOs后，取出玻璃板，待膜表面的有机溶剂完全挥发后，即制得了高通量的反渗透膜，将制备的膜泡入纯水中待测。本实施例对NaCl溶液截留测试结果如图5所示。
[0027]显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
[0028]以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种低压高通量反渗透膜的制备方法，包括以下步骤:1)将基膜粘附于玻璃板上，将玻璃板插入浸没在胺类水相单体溶液中，取出后去除表面液体；2)将玻璃板插入浸没在含有多官能酰氯油相溶液中，取出后干燥，其特征在于，步骤I)中的水相单体溶液中加入添加剂，添加剂的添加量为每100重量份水相单体溶液加入1-20重量份的添加剂，添加剂为羟基吡啶类衍生物或羟基吗啉类衍生物，羟基吡啶类衍生物为下列的一种:4_氯-2-羟基吡啶，2-羟乙基吡啶，4-羟基吡啶、2-甲基-3-羟基吡啶、2-氨基-3-羟基吡啶、3-羟基-2-硝基吡啶，羟基吗啉类衍生物为下列的一种:4_羟乙基吗啉、4-苄基-2-羟基吗啉、2-羟乙基吗啉、3-羟甲基吗啉。
【文档编号】B01D71/68GK103846014SQ201410035927
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】陈亦力, 彭鹏, 刘德祥, 李锁定, 夏建中 申请人:北京碧水源膜科技有限公司