反渗透膜及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111214965A(43)申请公布日2020.06.02(21)申请号201811420891.0B01D69/02(2006.01)(22)申请日2018.11.26C02F1/44(2006.01)A61M1/16(2006.01)(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿C02F103/08(2006.01)生研究所地址215123江苏省苏州市工业园区独墅湖高教区若水路398号(72)发明人靳健高守建朱玉长(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256代理人叶蕙王锋(51)Int.Cl.B01D69/10(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D61/02(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图3页(54)发明名称反渗透膜及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开一种反渗透膜及其制备方法与应用，所述反渗透膜包括依次设置的多孔滤膜支撑层、碳纳米管膜中间层和聚酰胺膜选择层。本发明的反渗透膜，为多孔滤膜/碳纳米管膜/聚酰胺膜为一体的稳定复合膜，其中多孔滤膜作为碳纳米管膜负载的基底，提供良好的机械强度；碳纳米管膜具有均匀分布的纳米尺寸孔径和高孔隙率，作为界面聚合反应的支撑，实现了单体溶液的均匀分布和单体的可控释放，从而制备超薄、高质量的聚酰胺膜；聚酰胺膜作为性能决定层，具有超薄的特点，在保持高截留率的同时使得该新型反渗透膜的通量远高于传统反渗透膜。本发明的反渗透膜首次引入具有均匀分布的纳米尺寸孔径和高孔隙率的碳纳米管膜中间层，具有突破性的性能提升。CN111214965ACN111214965A权利要求书1/2页1.一种反渗透膜，其特征在于：所述反渗透膜包括依次设置的多孔滤膜支撑层、碳纳米管膜中间层和聚酰胺膜选择层。2.根据权利要求1所述的反渗透膜，其特征在于：所述多孔滤膜支撑层包括多孔滤膜；优选的，所述多孔滤膜选自微滤膜或超滤膜；优选的，所述多孔滤膜的孔径为2nm～20μm；优选的，所述多孔滤膜的材质选自高分子膜、无机膜和有机无机杂化膜中的任意一种。3.根据权利要求1所述的反渗透膜，其特征在于：所述碳纳米管膜中间层为由多个碳纳米管穿插堆叠形成的网状膜；优选的，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、亲水材料修饰的单壁碳纳米管、亲水材料修饰的双壁碳纳米管和亲水材料修饰的多壁碳纳米管中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述碳纳米管膜中间层的厚度为20nm～50μm，孔径为1nm～100nm。4.根据权利要求1所述的反渗透膜，其特征在于：所述聚酰胺膜选择层包括聚酰胺膜，所述聚酰胺膜由多元胺和多元酰氯通过界面聚合反应制备而成。5.权利要求1～4中的任意一项所述的反渗透膜的制备方法，其特征在于包括：(1)将碳纳米管或亲水材料修饰的碳纳米管的分散液负载到多孔滤膜表面，得到由碳纳米管或亲水材料修饰的碳纳米管穿插堆叠形成的网状的碳纳米管膜；(2)将多元胺溶于水，配置浓度为0.01g/L～10g/L的水相溶液；将多元酰氯溶于有机溶剂，配置浓度为0.001g/L～10g/L的有机相溶液；(3)将所述碳纳米管膜表面与所述水相溶液接触，在水相溶液完全润湿碳纳米管膜表面后除去残余在碳纳米管膜表面的水相溶液；之后将与水相溶液接触后的碳纳米管膜表面与所述有机相溶液接触，多元胺和多元酰氯在碳纳米管膜表面进行界面聚合反应生成聚酰胺膜；(4)除去所获聚酰胺膜表面多余的多元酰氯，制得反渗透膜。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述碳纳米管膜表面与所述水相溶液以浸没或涂敷的方式接触5s以上；与水相溶液接触后的碳纳米管膜表面与所述有机相溶液以浸没或涂敷的方式接触5～600s。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)具体包括：除去聚酰胺膜表面多余的多元酰氯，在40～100℃下热处理0～60min，之后进行后处理，制得反渗透膜。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述亲水材料包括多巴胺、聚多巴胺、单宁酸、聚乙烯亚胺、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮或TrotionX-100。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述多元胺包括间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、对本乙二胺、均苯三胺和5-磺酸基间苯二胺中的任意一种或两种以上的组合。10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述多元酰氯包括均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、均苯四甲酰氯和5-异氰酸酯-异酞酰氯中的任意一种或两种以上的组合。11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括正己烷、环己烷、苯、甲苯或异构烷