一种高通量反渗透复合膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115318109A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202210919165.3(22)申请日2022.08.02(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人蒋驰侯影飞刘新亮费兆辉王明(74)专利代理机构北京云嘉湃富知识产权代理有限公司11678专利代理师谢子运(51)Int.Cl.B01D67/00(2006.01)B01D69/12(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种高通量反渗透复合膜及其制备方法(57)摘要本发明属于水脱盐和净化中的反渗透膜技术领域，公开了一种高通量反渗透复合膜及其制备方法。所述制备方法包括：通过在界面聚合的间苯二胺水相溶液中添加具有非平面柔性脂肪环结构的一元胺；在不改变反渗透膜分离层刚性主体交联结构的基础上，引入非平面的柔性环状结构，在分子尺度对膜材料的链段排布进行优化，获得在膜材料内形成的多亚纳米级自由体积，以及创造出多水传输通道，同步提升反渗透膜的水渗透和盐截留。本发明所提供的反渗透复合膜的制备过程简单，并且可以保持界面聚合过程的连续性，与工业流程有很好的相容性，同时成本低廉，可用于海水/苦咸水淡化、纯水/超纯水制备、污水净化和中水回用等众多领域。CN115318109ACN115318109A权利要求书1/2页1.一种高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，该制备方法通过在界面聚合的间苯二胺水相溶液中添加具有非平面柔性脂肪环结构的一元胺；在不改变反渗透膜分离层刚性主体交联结构的基础上，引入非平面的柔性环状结构，在分子尺度对膜材料的链段排布进行优化，获得在膜材料内形成的多亚纳米级自由体积，以及创造出多水传输通道，同步提升反渗透膜的水渗透和盐截留。2.根据权利要求1所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，所述一元胺包括：环己胺、哌啶、3‑甲基哌啶、4‑甲基哌啶中的一种。3.根据权利要求1所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，所述反渗透膜的制备方法包括以下步骤:S1，将间苯二胺和具有非平面柔性脂肪环结构的一元胺溶于水中并充分搅拌，得到同时含有间苯二胺和一元胺单体的水相溶液；S2，将多孔基膜浸于步骤S1制备的水相溶液中浸泡1min～5min，使间苯二胺和一元胺均匀吸附在基膜表面，同时使水相溶液储存在基膜的孔道内部，然后将多孔基膜表面残余的水相溶液通过风刀吹干或辊轮辊干；S3，将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂中并充分搅拌，得到均苯三甲酰氯有机相溶液；S4，将步骤S3制备的均苯三甲酰氯有机相溶液缓慢倾倒至步骤S2得到的膜上表面，引发界面聚合，使间苯二胺和一元胺与有机相中的均苯三甲酰氯发生反应，持续10s～120s，形成含全芳香族的刚性交联骨架和非平面的柔性环状侧链的聚酰胺分离层；S5，将步骤S4得到的膜在50℃～80℃下进行热处理2min～30min，随后在去离子水中浸泡，得到高通量反渗透膜。4.根据权利要求3所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，柔性脂肪环结构通过分子模拟和实验相结合的方法确定选择环己胺、哌啶、3‑甲基哌啶、4‑甲基哌啶中的至少一种。5.根据权利要求3所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，通过膜性能评价与配方优化确定所述步骤S1中间苯二胺的质量浓度为0.1％～5％，具有柔性脂肪环结构的一元胺的质量浓度为0.1％～5％。6.根据权利要求3所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中多孔基可为聚砜超滤膜、聚醚砜超滤膜、聚酰亚胺超滤膜、聚丙烯腈超滤膜、聚乙烯超滤膜或聚丙烯超滤膜中的一种。7.根据权利要求3所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，有机溶剂为己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、二甲苯、isoparG、isoparE、isoparH、isoparL或isoparM中的至少一种；通过膜性能评价与配方优化确定所述步骤S3中均苯三甲酰氯有机相溶液的质量浓度为0.01％～2％。8.根据权利要求3所述的高通量反渗透复合膜的制备方法，其特征在于，通过膜性能评价与配方优化确定所述步骤S5中在去离子水中的浸泡时间为10min～60min。9.一种根据权利要求1‑8任意一项所述高通量反渗透复合膜的制备方法制备的高通量反渗透复合膜，所述高通量反渗透复合膜采用交联聚酰胺材料。10.根据权利要求9所述的高通量反渗透复合膜，其特征在于，该高通量反渗透复合膜2CN115318109A权利要求书2/2页含有刚性的全芳香族交联骨架结构，以及含有非平面的柔性环状侧链。3CN115318109A说明书1/10页一种高通量反渗透复合膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属