复合膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及水处理，特别是涉及复合膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、复合膜由于其耗能低、对环境污染小等优势，已被广泛应用于海水淡化、饮用水处理、水回用、工业废水处理等方面。目前，复合膜大多采用界面聚合的方法制备得到，然而，传统的界面聚合法制备的复合膜，仍无法同时具有高水通量和高截留率的性能。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种复合膜及其制备方法和应用，该制备方法制备的复合膜在应用于水处理时，能够同时具有高水通量和高截留率的性能。

2、一种复合膜的制备方法，包括：

3、将预处理液置于多孔支撑膜的任一表面，经第一热处理形成中间层，其中，所述预处理液包括水溶性高分子聚合物、交联剂、表面活性剂、石蜡以及酸性催化剂，所述预处理液的温度大于或者等于60℃，所述石蜡在所述预处理液中的质量分数为0.01%-0.1%；

4、将水相溶液、油相溶液依次置于所述中间层远离所述多孔支撑膜的表面，经第二热处理形成分离层，得到复合膜，其中，所述水相溶液包括多元胺，所述油相溶液包括多元酰氯以及烷烃溶剂。

5、在其中一个实施例中，所述预处理液的温度为60℃-70℃；

6、及/或，所述预处理液的温度小于所述第一热处理温度。

7、在其中一个实施例中，所述水溶性高分子聚合物在所述预处理液中的质量分数为0.1%-0.5%；

8、及/或，所述水溶性高分子聚合物选自聚乙烯醇、壳聚糖季铵盐或者壳聚糖盐酸盐中的至少一种。

9、在其中一个实施例中，所述交联剂在所述预处理液中的质量分数为0.5%-1%；

10、及/或，所述交联剂选自二元醛，所述二元醛选自为乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛中的至少一种。

11、在其中一个实施例中，所述表面活性剂在所述预处理液中的质量分数为0.05%-0.1%；

12、及/或，所述表面活性剂选自阳离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂；

13、及/或，所述酸性催化剂在所述预处理液中的质量分数为0.01%-1%；

14、及/或，所述酸性催化剂选自无机酸，所述无机酸选自盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氢溴酸、高锰酸、氢碘酸中的至少一种。

15、在其中一个实施例中，所述水相溶液还包括吸酸剂，所述吸酸剂在所述水相溶液中的质量分数为1%-3%，所述吸酸剂选自三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸三钠中的至少一种。

16、在其中一个实施例中，所述多元胺在所述水相溶液中的质量分数为0.1%-1%，所述多元胺选自哌嗪、聚乙烯亚胺、间苯二胺、对苯二胺、四乙烯五胺中的至少一种；

17、及/或，所述多元酰氯在所述油相溶液中的质量分数为0.1%-0.3%，所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯中的至少一种。

18、在其中一个实施例中，所述第一热处理温度为70℃-80℃，所述第一热处理时间为3min-5min；

19、及/或，所述第二热处理温度为90℃-110℃，所述第二热处理温度为2min-3min。

20、一种复合膜，所述复合膜由上述所述的复合膜的制备方法制备而成。

21、一种如上述所述的复合膜在水处理装置中的应用。

22、本发明复合膜的制备方法中，将预处理液置于所述多孔支撑膜的任一表面时，由于水溶性高分子聚合物自身具有丰富的羟基、氨基等亲水基团，在酸性催化剂的作用下，会与交联剂发生交联反应，所得聚合物链段互穿于多孔支撑膜表面并延伸至多孔支撑膜的孔隙中形成三维互穿网络结构层，与此同时，石蜡在表面活性剂的作用下乳化，并均匀分散于三维网络中，且乳化石蜡具有一定的溶胀作用，从而形成疏松且亲水性好的三维网络结构中间层。

23、该三维网络结构中间层有利于多元胺和多元酰氯分散进入中间层中并进行界面聚合反应形成与中间层网络结构互穿的聚酰胺层，此时，中间层和聚酰胺层共同构成了分离层，从而有效增加了分离层的比表面积，进而增加了复合膜的水通量，同时分离层可凭借电荷效应的分离特性实现高价离子的高截留作用。

24、另外，石蜡可溶解于烷烃溶剂中，并从中间层结构中脱除，即从分离层中脱出，留下产水通道，进一步增加复合膜的水通量。

25、因此，本发明的复合膜在应用于水处理时，能够同时具有高水通量和高截留率的性能。

技术特征：

1.一种复合膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述预处理液的温度为60℃-70℃；

3.根据权利要求1所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述水溶性高分子聚合物在所述预处理液中的质量分数为0.1%-0.5%；

4.根据权利要求1所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂在所述预处理液中的质量分数为0.5%-1%；

5.根据权利要求1所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂在所述预处理液中的质量分数为0.05%-0.1%；

6.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述水相溶液还包括吸酸剂，所述吸酸剂在所述水相溶液中的质量分数为1%-3%，所述吸酸剂选自三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸三钠中的至少一种。

7.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述多元胺在所述水相溶液中的质量分数为0.1%-1%，所述多元胺选自哌嗪、聚乙烯亚胺、间苯二胺、对苯二胺、四乙烯五胺中的至少一种；

8.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的复合膜的制备方法，其特征在于，所述第一热处理温度为70℃-80℃，所述第一热处理时间为3min-5min；

9.一种复合膜，其特征在于，所述复合膜由权利要求1至权利要求8任一项所述的复合膜的制备方法制备而成。

10.一种如权利要求9所述的复合膜在水处理装置中的应用。

技术总结
本发明涉及复合膜及其制备方法和应用，其中，复合膜的制备方法，包括：将预处理液置于多孔支撑膜的任一表面，经第一热处理形成中间层，其中，所述预处理液包括水溶性高分子聚合物、交联剂、表面活性剂、石蜡以及酸性催化剂，所述预处理液的温度大于或者等于60℃，所述石蜡在所述预处理液中的质量分数为0.01%‑0.1%；将水相溶液、油相溶液依次置于所述中间层远离所述多孔支撑膜的表面，经第二热处理形成分离层，得到复合膜，其中，所述水相溶液包括多元胺，所述油相溶液包括多元酰氯以及烷烃溶剂。该制备方法制备的复合膜在应用于水处理时，能够同时具有高水通量和高截留率的性能。

技术研发人员：陈可可,施盈盈,陈涛,谭惠芬,张宇,刘文超,程新,扶鑫,潘巧明
受保护的技术使用者：蓝星（杭州）膜工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11