一种反渗透膜及反渗透膜的制备方法与流程

本申请涉及反渗透膜，具体涉及一种反渗透膜及反渗透膜的制备方法。

背景技术：

1、为提高过滤能力，反渗透膜通常为多层结构。然而，现有方法制备得到的反渗透膜的各个膜层通常通过物理堆叠形成，如界面聚合法，这种反渗透膜结构的各膜层之间的结合力较弱，膜层之间易形成较大间隙，导致无机物悬浮颗粒、疏水油性有机物和微生物等滞留于此，发生垢堵塞、膜污染等情形，影响反渗透膜的使用寿命以及过滤效果。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供一种反渗透膜及其制备方法以改善膜污染及膜破坏的情况。

2、第一方面，本申请提供了一种反渗透膜的制备方法，包括：

3、在柔性聚合物基底上制备有机层，有机层与柔性聚合物基底交联键合；

4、在有机层上制备无机氧化物层，无机氧化物层与有机层交联键合。

5、在一些实施例中，有机层通过分子层沉积工艺制成，无机氧化物层通过原子层沉积工艺制成，柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层的孔径依次减小。

6、在一些实施例中，在制备无机氧化物层后，反渗透膜的制备方法还包括：对反渗透膜进行热处理。

7、在一些实施例中，对反渗透膜进行热处理的步骤包括：

8、将反渗透膜缓慢加热至50℃-200℃，并在预设时间后冷却。

9、在一些实施例中，预设时间为1小时-5小时。

10、在一些实施例中，在柔性聚合物基底上制备有机层的步骤、在有机层上制备无机氧化物层的步骤、以及对反渗透膜进行热处理的步骤在同一反应腔体内进行。

11、在一些实施例中，有机层为聚酰胺类材料或聚酰亚胺类材料，在柔性聚合物基底上制备有机层的步骤包括：

12、采用第一前驱体和第二前驱体在柔性聚合物基底上沉积有机层，第一前驱体为包含氨基基团的前驱体，第二前驱体为包含酰基基团的前驱体。

13、在一些实施例中，采用第一前驱体和第二前驱体在柔性聚合物基底上沉积有机层的步骤包括：

14、采用携源气体将第一前驱体以脉冲形式通入反应腔体内，通入流量为500sccm-1500sccm，通入时长为1s-3s；

15、将吹扫气体通入反应腔体进行吹扫，吹扫流量为1000sccm-1500sccm，吹扫时长为5s-10s；

16、采用携源气体将第二前驱体以脉冲形式通入反应腔体内，通入流量为500sccm-1500sccm，通入时长为1s-3s；

17、将吹扫气体通入反应腔体进行吹扫，吹扫流量为500sccm-1500sccm，吹扫时长为5s-10s；

18、重复上述步骤4000-10000次，以制得有机层；

19、其中，反应腔体内的真空度为1pa-100pa，反应温度为100℃-200℃，第一前驱体和第二前驱体的温度为30℃-150℃。

20、在一些实施例中，在有机层上制备无机氧化物层的步骤包括：采用第三前驱体和第四前驱体在有机层上沉积无机氧化物层，无机氧化物层为单氧化物层或者叠层氧化物层，第三前驱体为金属卤化物前驱体、有机金属前驱体和含硅前驱体中的一种或者多种，第四前驱体为氧源。

21、在一些实施例中，在有机层上沉积无机氧化物层的步骤包括：采用携源气体将第三前驱体、第四前驱体交替通入反应腔体内；第三前驱体和第四前驱体进行交替前，采用吹扫气体通入反应腔体进行吹扫。

22、第二方面，本申请提供了一种反渗透膜，包括依次层叠设置的柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层，柔性聚合物基底与有机层交联键合，有机层与无机氧化物层交联键合。

23、在一些实施例中，柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层的孔径依次减小。

24、在一些实施例中，柔性聚合物基底的孔径为0.1μm-1μm，有机层的孔径为0.05μm-1μm。

25、在一些实施例中，柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层形成的反渗透膜的孔径为0.1nm-10nm。

26、在一些实施例中，柔性聚合物基底的厚度为50μm-125μm，有机层的厚度为0.2μm-1μm，无机氧化物层的厚度为50nm-250nm。

27、在一些实施例中，柔性聚合物基底为聚砜类材料，有机层为聚酰胺类材料或聚酰亚胺类材料。

28、在一些实施例中，无机氧化物层包括氧化铝、氧化硅、氧化钛和氧化锌中的一种或多种。

29、本申请的有益效果是：

30、本申请通过在柔性聚合物基底上制备依次层叠设置的有机层和无机氧化物层，并且柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层彼此交联键合，能够制得一种复合交联式的反渗透膜，一方面可以提高反渗透膜的各膜层之间的结合力，从而提高了反渗透膜的过滤能力，延长了反渗透膜的使用寿命，另一方面还可利用无机氧化物层保护有机层，降低了有机层在反渗透膜过滤液体的过程中被液体中的无机物悬浮颗粒、疏水油性有机物或微生物等物质腐蚀、或与清洗试剂中的活性氯反应而导致膜结构破坏的可能性，进一步延长了反渗透膜的使用寿命。

31、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述有机层通过分子层沉积工艺制成，所述无机氧化物层通过原子层沉积工艺制成，所述柔性聚合物基底、所述有机层和所述无机氧化物层的孔径依次减小。

3.如权利要求1所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，在制备所述无机氧化物层后，所述反渗透膜的制备方法还包括：对所述反渗透膜进行热处理。

4.如权利要求3所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，对所述反渗透膜进行热处理的步骤包括：

5.如权利要求4所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述预设时间为1小时-5小时。

6.如权利要求3所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，在所述柔性聚合物基底上制备有机层的步骤、在所述有机层上制备无机氧化物层的步骤、以及对所述反渗透膜进行热处理的步骤在同一反应腔体内进行。

7.如权利要求1所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述有机层为聚酰胺类材料或聚酰亚胺类材料，所述在柔性聚合物基底上制备有机层的步骤包括：

8.如权利要求7所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述采用第一前驱体和第二前驱体在所述柔性聚合物基底上沉积所述有机层的步骤包括：

9.如权利要求1所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，在所述有机层上制备无机氧化物层的步骤包括：采用第三前驱体和第四前驱体在所述有机层上沉积所述无机氧化物层，所述无机氧化物层为单氧化物层或者叠层氧化物层，所述第三前驱体为金属卤化物前驱体、有机金属前驱体和含硅前驱体中的一种或者多种，所述第四前驱体为氧源。

10.如权利要求9所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于，在所述有机层上沉积所述无机氧化物层的步骤包括：采用携源气体将所述第三前驱体、所述第四前驱体交替通入反应腔体内；所述第三前驱体和所述第四前驱体进行交替前，采用吹扫气体通入所述反应腔体进行吹扫。

11.一种反渗透膜，其特征在于，包括依次层叠设置的柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层，所述柔性聚合物基底与所述有机层交联键合，所述有机层与所述无机氧化物层交联键合。

12.如权利要求11所述的反渗透膜，其特征在于，所述柔性聚合物基底、所述有机层和所述无机氧化物层的孔径依次减小。

13.如权利要求12所述的反渗透膜，其特征在于，所述柔性聚合物基底的孔径为0.1μm-1μm，所述有机层的孔径为0.05μm-1μm。

14.如权利要求12所述的反渗透膜，其特征在于，所述柔性聚合物基底、所述有机层和所述无机氧化物层形成的所述反渗透膜的孔径为0.1nm-10nm。

15.如权利要求11所述的反渗透膜，其特征在于，所述柔性聚合物基底的厚度为50μm-125μm，所述有机层的厚度为0.2μm-1μm，所述无机氧化物层的厚度为50nm-250nm。

16.如权利要求11所述的反渗透膜，其特征在于，所述柔性聚合物基底为聚砜类材料，所述有机层为聚酰胺类材料或聚酰亚胺类材料。

17.如权利要求11所述的反渗透膜，其特征在于，所述无机氧化物层包括氧化铝、氧化硅、氧化钛和氧化锌中的一种或多种。

技术总结
本申请公开了一种反渗透膜及反渗透膜的制备方法，涉及反渗透膜技术领域。反渗透膜的制备方法包括：在柔性聚合物基底上制备有机层，有机层与柔性聚合物基底交联键合；在有机层上制备无机氧化物层，无机氧化物层与有机层交联键合。本申请通过在柔性聚合物基底上制备依次层叠设置的有机层和无机氧化物层，并且柔性聚合物基底、有机层和无机氧化物层彼此交联键合，能够制得一种复合交联式的反渗透膜，以改善反渗透膜的膜层之间的结合力较弱的技术问题，提高了反渗透膜的过滤能力，延长了反渗透膜的使用寿命。

技术研发人员：李翔,袁红霞,强慧,糜珂
受保护的技术使用者：江苏微导纳米科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12