一种污水处理用抗污染复合反渗透膜及其制备方法与流程

1.本发明属于反渗透膜技术领域，具体涉及一种污水处理用抗污染复合反渗透膜及其制备方法。


背景技术：

2.反渗透膜过滤技术是一种高效、低能和易操作的液体分离技术，比传统的水处理方法效果好，可实现海水淡化、废水的循环利用及对有用物质有效回收。反渗透膜在使用过程中极易受到生物污染的侵袭，造成膜性能不可逆下降，制备具有杀菌功能的反渗透膜可以有效缓解膜生物污染问题。一般膜污染指污染物堵塞膜孔道引起的不可逆膜通量下降，浓差极化、滤饼压缩引起的可逆膜通量下降，以及其他因素造成膜的物理损伤和化学损伤使分离率下降等。其可分为有机物吸附污染、无机物沉淀污染两种类型，实际运行中多是这两种类型相伴发生，共同作用。目前，耐污染膜的开发主要分为两大类方式，即复合涂层类和膜面改性类。复合涂层类是利用聚乙烯醇、聚醚等高分子在反渗透膜表面再涂覆一层薄膜。
3.公开号为cn108246129a的专利说明书中公开了一种污水处理用抗污染复合反渗透膜及其制备方法。所述复合反渗透膜由以下步骤制得：a、将水溶性超支化聚合物、亲水性纳米tio2和表面活性剂溶于水中，制得混合液；b、将混合液涂覆于聚酰胺基材反渗透膜的表面，制得复合反渗透膜；c、利用紫外光辐照处理实现双亲性改性后，即可得到污水处理用抗污染复合反渗透膜。
4.但是这种抗污染复合反渗透膜存在不足之处，其表面亲水性和抗污染性不够理想，需要进行优化改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种污水处理用抗污染复合反渗透膜及其制备方法。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
7.一种污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
8.1)利用间苯二胺和均苯三甲酰氯合成制备聚酰胺反渗透基膜，聚酰胺反渗透基膜在间苯二胺和均苯三甲酰界面聚合完成后，表面形成有未反应的酰氯基团；
9.2)将得到的聚酰胺反渗透基膜置于容器中，将作为连接剂的聚乙烯亚胺水溶液倒入容器，完全浸没聚酰胺反渗透基膜；浸没一段时间后倒出溶液，对聚酰胺反渗透基膜进行沥干，再加入去离子水冲洗聚酰胺反渗透基膜表面2-3次，除去未反应的聚乙烯亚胺；
10.3)将清洗后的聚酰胺反渗透基膜置于反应器中，然后将反应器置于烘箱中对基膜进行低温烘干；
11.4)将一定浓度的环氧丁醇水溶液加入反应器中，调高烘箱的温度至反应温度，在该温度下反应一段时间，得到抗污染复合反渗透膜。
12.进一步地，如上所述污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，步骤2)中，聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为0.6％。
13.进一步地，如上所述污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，步骤2)中，浸没时间为4-8min。
14.进一步地，如上所述污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，步骤3)中，低温烘干的温度为60-80℃，低温烘干至聚酰胺反渗透基膜表面的含水量低于5％。
15.进一步地，如上所述污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，步骤4)中，反应温度为92-96℃，反应时间为20-40min。
16.进一步地，如上所述污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，步骤4)中，环氧丁醇水溶液的质量分数为1.2％。
17.进一步地，如上所述污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，步骤4)中，反应结束后倒出多余的环氧丁醇水溶液。
18.一种污水处理用抗污染复合反渗透膜，由上述的制备方法制备得到。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明利用聚乙烯亚胺作为连接剂、环氧丁醇作为改性剂来对聚酰胺反渗透基膜进行表面改性，改性后得到抗污染复合反渗透膜，相较于改性前的聚酰胺反渗透基膜，抗污染复合反渗透膜的表面亲水性和抗污染性得到大幅提高。
21.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
具体实施方式
22.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.一种污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
24.1)利用间苯二胺和均苯三甲酰氯合成制备聚酰胺反渗透基膜，聚酰胺反渗透基膜在间苯二胺和均苯三甲酰界面聚合完成后，表面形成有未反应的酰氯基团；
25.2)将得到的聚酰胺反渗透基膜置于容器中，将作为连接剂的聚乙烯亚胺水溶液倒入容器，完全浸没聚酰胺反渗透基膜，聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为0.6％；浸没4-8min后倒出溶液，对聚酰胺反渗透基膜进行沥干，再加入去离子水冲洗聚酰胺反渗透基膜表面2-3次，除去未反应的聚乙烯亚胺；
26.3)将清洗后的聚酰胺反渗透基膜置于反应器中，然后将反应器置于烘箱中对基膜进行低温烘干，低温烘干的温度为60-80℃，低温烘干至聚酰胺反渗透基膜表面的含水量低于5％；
27.4)将质量分数为1.2％的环氧丁醇水溶液加入反应器中，调高烘箱的温度至反应温度92-96℃，在该温度下反应20-40min，得到抗污染复合反渗透膜；反应结束后倒出多余的环氧丁醇水溶液。
28.本发明的相关具体实施例如下：
29.实施例1
30.一种污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
31.1)利用间苯二胺和均苯三甲酰氯合成制备聚酰胺反渗透基膜，聚酰胺反渗透基膜在间苯二胺和均苯三甲酰界面聚合完成后，表面形成有未反应的酰氯基团；
32.2)将得到的聚酰胺反渗透基膜置于容器中，将作为连接剂的聚乙烯亚胺水溶液倒入容器，完全浸没聚酰胺反渗透基膜，聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为0.6％；浸没4min后倒出溶液，对聚酰胺反渗透基膜进行沥干，再加入去离子水冲洗聚酰胺反渗透基膜表面2次，除去未反应的聚乙烯亚胺；
33.3)将清洗后的聚酰胺反渗透基膜置于反应器中，然后将反应器置于烘箱中对基膜进行低温烘干，低温烘干的温度为60℃，低温烘干至聚酰胺反渗透基膜表面的含水量低于5％；
34.4)将质量分数为1.2％的环氧丁醇水溶液加入反应器中，调高烘箱的温度至反应温度94℃，在该温度下反应30min，得到抗污染复合反渗透膜；反应结束后倒出多余的环氧丁醇水溶液。
35.实施例2
36.一种污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
37.1)利用间苯二胺和均苯三甲酰氯合成制备聚酰胺反渗透基膜，聚酰胺反渗透基膜在间苯二胺和均苯三甲酰界面聚合完成后，表面形成有未反应的酰氯基团；
38.2)将得到的聚酰胺反渗透基膜置于容器中，将作为连接剂的聚乙烯亚胺水溶液倒入容器，完全浸没聚酰胺反渗透基膜，聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为0.6％；浸没6min后倒出溶液，对聚酰胺反渗透基膜进行沥干，再加入去离子水冲洗聚酰胺反渗透基膜表面3次，除去未反应的聚乙烯亚胺；
39.3)将清洗后的聚酰胺反渗透基膜置于反应器中，然后将反应器置于烘箱中对基膜进行低温烘干，低温烘干的温度为70℃，低温烘干至聚酰胺反渗透基膜表面的含水量低于5％；
40.4)将质量分数为1.2％的环氧丁醇水溶液加入反应器中，调高烘箱的温度至反应温度96℃，在该温度下反应20min，得到抗污染复合反渗透膜；反应结束后倒出多余的环氧丁醇水溶液。
41.实施例3
42.一种污水处理用抗污染复合反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：
43.1)利用间苯二胺和均苯三甲酰氯合成制备聚酰胺反渗透基膜，聚酰胺反渗透基膜在间苯二胺和均苯三甲酰界面聚合完成后，表面形成有未反应的酰氯基团；
44.2)将得到的聚酰胺反渗透基膜置于容器中，将作为连接剂的聚乙烯亚胺水溶液倒入容器，完全浸没聚酰胺反渗透基膜，聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为0.6％；浸没8min后倒出溶液，对聚酰胺反渗透基膜进行沥干，再加入去离子水冲洗聚酰胺反渗透基膜表面2次，除去未反应的聚乙烯亚胺；
45.3)将清洗后的聚酰胺反渗透基膜置于反应器中，然后将反应器置于烘箱中对基膜进行低温烘干，低温烘干的温度为80℃，低温烘干至聚酰胺反渗透基膜表面的含水量低于5％；
46.4)将质量分数为1.2％的环氧丁醇水溶液加入反应器中，调高烘箱的温度至反应
温度92℃，在该温度下反应40min，得到抗污染复合反渗透膜；反应结束后倒出多余的环氧丁醇水溶液。
47.对比例
48.一种反渗透膜，利用间苯二胺和均苯三甲酰氯合成制备聚酰胺反渗透膜，去离子水冲洗聚酰胺反渗透膜表面3次。
49.以实施例1-3制备的抗污染复合反渗透膜作为样品进行红外测试，均在3420cm-1处出现了羟基(-oh)伸缩振动峰，表明环氧丁醇成功接枝到了聚酰胺膜表面。
50.以实施例1-3制备的抗污染复合反渗透膜和对比例提供的聚酰胺反渗透膜作为样品，进行亲水性能的检测，结果如下表1所示：
51.表1
52.检测项目对比例实施例1实施例2实施例3接触角74.5
°
47.3
°
46.8
°
47.7
°
53.由表1的接触角测试数据可以看出，抗污染复合反渗透膜的接触角相对于聚酰胺反渗透膜下降了接近40％，抗污染复合反渗透膜的亲水性显著提高。
54.以实施例1-3制备的抗污染复合反渗透膜和对比例提供的聚酰胺反渗透膜作为样品，进行抗污染性能的检测，结果如下表2所示：
55.表2
[0056][0057]
以蛋白作为浑浊物进行抗污染测试，依据gb/t 32373-2015反渗透膜测试方法进行水通量检测。由表2可知，抗污染复合反渗透膜的水通量恢复率得到提高，抗污染性能得到提升。
[0058]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。