一種聚多巴胺改性聚酰胺復合正滲透膜的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水處理領域，特別設及一種聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著世界人口的快速增長，水資源短缺和水質惡化已經成為威脅和制約全人類生 存和發展的重要因素。如何廉價的從海水中提取淡水一直是人們關屯、的重要科學技術問 題。目前，海水淡化廣泛采用的是反滲透膜處理技術，然而運種壓力驅動型的膜過程需要施 加很大的外壓，能耗較高，而且容易造成膜污染。正滲透是一種新型的膜分離技術，該技術 利用膜兩側的原料液和汲取液間的滲透壓作為驅動力，使水自發的透過膜而溶質被截留。 相比于傳統的超濾、納濾和反滲透過程，正滲透具有低能耗、低膜污染、高水回收率等特點， 因而在海水淡化、污水處理等領域有著廣泛的應用前景。
[0003] 早期的正滲透研究主要W反滲透膜作為正滲透膜材料，但不能得到令人滿意的效 果。目前商業化的正滲透膜只有美國HTI公司生產的S醋酸纖維素膜，運種膜存在水通量 較低、反鹽擴散通量較高、易水解等缺點，限制了其大規模工業應用。最近幾年，一些復合正 滲透膜的制備方法被相繼報道，運些復合膜通常包括一個多空支撐層和一個超薄的表面分 離層。然而，存在于多孔支撐層內部的濃差極化現象很大程度上降低了滲透過程的驅動力。 內濃差極化是由于多空支撐層內汲取液被稀釋或原料液被濃縮所造成的，它的存在使正滲 透過程中的實際水通量遠遠小于理論通量。一般來說，多孔支撐層越薄、親水性越好、孔隙 率越高，內濃差極化現象就越弱，水通量就越高。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有方法制備正滲透膜存在的不足之處，提出了一種高水 通量和高鹽截留率的聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備方法。
[0005] 為實現上述目的，一種聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備方法，具體是按 如下的技術方案實現的：
[0006] -種聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備方法，包括如下步驟：
[0007] (1)制備支撐層：將成膜聚合物溶于有機溶劑中，加入致孔劑，在30~70°C條件下 攬拌4~8h，靜置12h W上使其脫泡完全，得到的鑄膜液，然后通過浸沒-沉淀相轉化法將 鑄膜液制備成平板膜形式，即支撐層；
[000引 似制備聚多己胺改性的支撐層：將質量分數為0. 05~0. 2 %的多己胺溶于抑= 8. 5的tris-肥1溶液中，配置成多己胺tris-肥1溶液，再將步驟（1)所制備的支撐層放入 上述配置的多己胺tris-HCl溶液中，在25°C的非密封條件下反應0. 5~化，得到聚多己胺 改性的支撐層；
[0009] (3)制備分離層：將步驟（2)所制備的聚多己胺改性支撐層的致密側浸入間苯二 胺的水溶液中0. 5~2min，取出后用濾紙拭去表面殘余的液滴，再將致密側放入均苯=甲 酷氯的正己燒溶液中，反應1~4min，即得到聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜。
[0010] 所述步驟（1)中的成膜聚合物為聚諷或聚酸諷或聚四氣乙締或聚丙締臘；所述有 機溶劑為N，N-二甲基甲酯胺或N，N-二甲基乙酷胺或N-甲基化咯燒酬；所述致孔劑為聚乙 締化咯燒酬或聚乙二醇或氯化裡或氯化鋒；所述鑄膜液中成膜聚合物的質量分數為12~ 18%，致孔劑的質量分數為0. 1~0.5%。
[0011] 所述步驟（1)制備的支撐層的厚度為60~120 ym。
[0012] 所述步驟2中多己胺tri S-HC1溶液現配現用。
[0013] 所述步驟（3)中間苯二胺的水溶液中間苯二胺的質量分數為1~4%;所述均苯 S甲酯氯的正己燒溶液中均苯S甲酯氯與正己燒的質量（g)/體積（L)比為0.05~0.2(w/ V)%。
[0014] 本發明的優點在于：本發明提供了一種聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備 方法，該方法在多孔支撐層的上下表面均涂覆了聚多己胺層，聚多己胺表面有很多簇基和 氨基，利用其親水性，極大地提高了正滲透膜的水通量，同時聚多己胺層的存在也使得聚酷 胺分離層與支撐層的結合更為緊密，增加了對溶質的截留能力，提高了正滲透膜的截留率。
[0015] 本發明制成的聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜親水性好，純水滲透通量大，反 鹽擴散通量小，適用于海水淡化等水處理領域。
【具體實施方式】
[0016]W下結合具體實施例來對本發明作進一步說明。
[0017]實例 1
[0018] 本發明所述聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備方法的一種實例，其具體方 法包括如下步驟：
[0019] (1)制備支撐層：將16g聚諷溶于83. 75gN-甲基化咯燒酬中，加入0.25g聚乙締 化咯燒酬，在7(TC條件下攬拌地，靜置12h W上使其脫泡完全，得到的鑄膜液，然后通過浸 沒-沉淀相轉化法將聚合物鑄膜液制備成平板膜形式的支撐層；
[0020] 似制備聚多己胺改性的支撐層：將質量分數為0. 1 %的多己胺溶于抑=8. 5的 tris-HCl溶液中，配置成多己胺tris-HCl溶液，再將步驟（1)所制備的支撐層放入上述配 置的多己胺tris-HCl溶液中，在25°C的非密封條件下反應比，得到聚多己胺改性的支撐 層；
[002。 做制備分離層：將步驟似所制備的聚多己胺改性支撐層的致密側浸入2%的間 苯二胺的水溶液中2min，取出后用濾紙拭去表面殘余的液滴，再將致密側放入0. l(w/v) % 均苯S甲酯氯的正己燒溶液中，反應2min，得到聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜。
[0022] 衡量正滲透膜性能的兩個主要指標是純水通量（Jy)和反鹽擴散通量（1)，純水通 量和反鹽擴散通量分別定義為：
[00幼其中，Anwa歷汲取液增重，Am為膜的有效面積，At為測試時間，Cf和V汾別為 測試結束時原料液的濃度和體積。
[0026] 將實例中制得的平板膜式復合正滲透膜進行如下測試：W 2mol/L的氯化鋼溶液 作為汲取液，W去離子水作為原料液，測試復合正滲透膜的純水通量和反鹽擴散通量。當復 合正滲透膜的朝向不同時，有兩種測試模式：（1)復合膜的分離層朝向原料液，支撐層朝向 汲取液，稱為F0模式；（2)復合膜的分離層朝向汲取液，支撐層朝向原料液，稱為PRO模式。
[0027] 本實例中制得的聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜在PRO模式下測得的純水通 量為47. OL/m2 ? h，反鹽擴散通量為3. 2g/m2 ? h。
[002引 實例2
[0029] 本發明所述聚多己胺改性聚酷胺復合正滲透膜的制備方法的一種實例，其具體方 法包括如下步驟：
[0030] (1)制備支撐層：將14g聚諷溶于85. 75gN-甲基化咯燒酬中，加入0.25g聚乙締 化咯燒酬，在7(TC條件下攬拌6h，將得到的鑄膜液靜置1化W上使其脫泡完全，得到的鑄膜 液，然后通過浸沒-沉淀相轉化法將聚合物鑄膜液制備成平板膜形式的支撐層；
[003。似制備聚多己胺改性的支撐層：將質量分數為0.2%的多己胺溶于抑=8. 5的 tris-HCl溶液中，配置成多己胺tris-HCl溶液，再將步驟（1)所制備的支撐層放入上述配 置的多己胺tris-HCl溶液中，在25°C的非密封條件下反應比，