【CN109758907A】一种层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法【专利】
一种复合正渗透膜的制备方法[发明专利]
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专利名称：一种复合正渗透膜的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：黄满红,王珏,张翠翠,蔡文姝,孟李君,周映汝申请号：CN201610078093.9
申请日：20160203
公开号：CN105597574A
公开日：
20160525
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种静电纺丝纳米纤维复合正渗透膜及其制备方法。
所述的静电纺丝纳米纤维复合正渗透膜，其特征在于，包括：无纺布支撑层、聚砜纳米纤维基膜层和聚酰胺脱盐层，所述的聚砜纳米纤维基膜层由所述的无纺布支撑层承载，所述的聚酰胺脱盐层通过在所述的聚砜纳米纤维基膜层上进行界面聚合而形成于所述的聚砜纳米纤维基膜层之上。
本发明的复合正渗透膜不仅截留率高，盐返混通量低，且水通量显著提高。
申请人：东华大学
地址：201620 上海市松江区人民北路2999号
国籍：CN
代理机构：上海申汇专利代理有限公司
代理人：翁若莹
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一种正渗透膜的制备方法[发明专利]
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专利名称：一种正渗透膜的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：徐志伟,孙晚莹,钱晓明,石睫,滕堃玥,周宝明,王维,邓辉
申请号：CN201710626789.5
申请日：20170724
公开号：CN109289548A
公开日：
20190201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种正渗透膜的制备方法。
一种高效缓解正渗透膜内浓差极化的方法。
本发明在支撑层中引入具有磁性的纳米材料，并通过在制膜过程中引入磁场，诱导纳米材料向膜表面迁移，从而使被包埋在支撑层内部的纳米材料迁移到表层的有效位置，只需加入极少量的纳米材料便可高效地降低正渗透膜的结构系数，大大缓解内浓差极化现象，节省了纳米材料的用量，并能大幅度降低制膜成本，有利于产业化的实现。
申请人：天津工业大学
地址：300387 天津市西青区宾水西道399号
国籍：CN
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一种基于界面聚合的复合正渗透膜的制备方法[发明专利]
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专利名称：一种基于界面聚合的复合正渗透膜的制备方法专利类型：发明专利
发明人：胡宁恩,肖通虎,谢家礼
申请号：CN201610268682.3
申请日：20160416
公开号：CN107297156A
公开日：
20171027
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于界面聚合的复合正渗透膜的制备方法，以聚乙烯醇作为聚偏氟乙烯的亲水改性物质，己内酰胺作为稀释剂，再通过热致相分离法在较低温条件下制备亲水改性的聚偏氟乙烯基膜，该基膜结构对称、孔隙率高，上下表面均粗糙且具有微孔结构。
再以间苯二胺为水相单体，均苯三甲酰氯为油相单体，在聚偏氟乙烯基膜表面上界面聚合制得化学稳定性优异的复合正渗透膜。
该复合正渗透膜水通量高，反向盐渗透率低，具有较高的强度，耐酸耐碱，亲水性强，抗污染能力强，复合层致密，结合牢固不易脱落。
申请人：宁波大学
地址：315211 浙江省宁波市江北区风华路818号宁波大学29#信箱
国籍：CN
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层层自组装界面聚合技术制备复合正渗透膜
摘要：以 聚 醚 砜 为 膜 材 料 ，聚 乙 烯 醇 为 亲 水 改 性 剂 ，聚 多 巴 胺 为 交 联 剂 ，采 用 热 致 相 分 离 法 制 备 了 负
载 聚 多 巴 胺 层 的 聚 醚 砜 基 膜 ；再 以 间 苯 二 胺 为 水 相 单 体 ，均 苯 三 甲 酰 氯 为 油 相 单 体 ，利 用 层 层 自 组 装 界
将 壳 聚 糖 / 聚 丙 烯 酸 、N aC l和 蒸 馏 水 混 合 均
收稿日 期 ：20丨9 - 0 9 - 0 3 ; 修 回 日 期 =2020 - 0 2 -07 基金项目：陕 西 省 重 点 产 业 创 新 链 资 助 项 目 （项 目 编 号 ：2017 ZDCXL - GY - 07 - 0 4 ) 作 者 简 介 ：姚 彬 （1983— ) ，女 . 湖 南 长 沙 人 . 硕 士 ，工 程 师 。 主 要 从 事 水 处 理 化 学 品 及 煤 燃 料 的 研 究 工 作 ，已 发 表 论 文 19篇。
面 聚 合 技 术 可 制 备 复 合 正 渗 透 膜 。 结 果 表 明 ：将 基 膜 依 次 在 聚 阳 和 聚 阴 离 子 电 解 质 溶 液 中 各 反 应
15 min,然 后 浸 泡 于 去 离 子 水 中 5 min,所 制 备 的 复 合 正 渗 透 膜 的 水 通 量 最 高 （28.2 L/ h),盐 反 通 量 较 低
第 38卷 第 3 期 2020年 5 月
石化技术与应用 Petrochemical Technology & Application
Vol.38 No.3 May 2020
研 究 与 开 发 （175 ~ 177)
层层组装界面聚合制备聚酰胺复合正渗透膜研究
层层组装界面聚合制备聚酰胺复合正渗透膜研究李亚丹;陈东辉;黄满红;陈刚【摘要】以聚丙烯腈(PAN)为支撑膜材料,利用相转化法制得PAN基膜,水解改性后作为支撑层,通过界面聚合法制备聚酰胺正渗透复合膜.考察了界面聚合次数对复合膜表面形貌结构、粗糙度、亲水性及正渗透性能、反渗透性能的影响.实验结果表明,膜表面粗糙度和亲水性随着界面聚合次数的增加而增大,而反渗透水通量随着界面聚合次数的增加而减小,盐截留率随之而增大,而正渗透性能测试中水通量和盐逆向通量随界面次数的增加而减小.综合得知,经过2次界面聚合后,复合膜表面粗糙度和亲水性较好,正渗透水通量达到16.97 L/(m2·h),盐逆向通量为6.02g/(m2· h).%Thin film composite (TFC) forward osmosis (FO) membranes have been fabricated on a polyacrylonitrile(PAN) substrate via layer-by-layer assembly interfacial polymerization (IP).The effects of varying the number of interfacial polymerization deposition steps on the TFC membrane surface morphology,roughness,hydrophilicity and FO performance were investigated.The results showed that the mean surface roughness and hydrophilicity increased with increasing number of IP deposition steps,while the RO water flux declined and salt rejection increased with increasing number of IP deposition steps.The TFC membranes exhibited the best FO performance,with a water flux of 16.97 L/(m2 · h) and reverse salt flux of 6.02 g/(m2 · h) after carrying out IP deposition twice.【期刊名称】《膜科学与技术》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】8页(P1-8)【关键词】聚丙烯腈;层层组装;界面聚合;正渗透膜;表面形貌【作者】李亚丹;陈东辉;黄满红;陈刚【作者单位】东华大学环境科学与工程学院,国家环境保护纺织污染防治工程技术中心,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,国家环境保护纺织污染防治工程技术中心,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,国家环境保护纺织污染防治工程技术中心,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,国家环境保护纺织污染防治工程技术中心,上海201620【正文语种】中文【中图分类】X703.1全球水资源短缺与污染已经成为制约人类发展的重大问题之一[1].正渗透作为一种高效的水处理技术[2]，相比于其他膜技术如反渗透和纳滤等，具有过程自发、操作简单、能耗低等优点[3-5]，在海水淡化、污水处理、生物医药及食品加工领域均有所应用[6-9].正渗透膜作为最为关键的部件，其性能直接决定了正渗透技术的处理效果[10-11].界面聚合法制备聚酰胺复合正渗透膜是一种较为常用的方法，通过功能单体多元胺与多元酰氯在两种不互溶的溶剂界面处于多孔支撑体上发生聚合反应，再经洗涤、热处理等工艺处理后制得正渗透膜[12-13].近年来，通过对界面聚合过程中时间、温度、单体浓度及添加剂等研究，分析了活性分离层对膜性能的影响，提高了膜的水通量、盐截留率和抗污染性能[4,14-17].层层组装(layer-by-layer assembly，LBL)是利用相反电荷之间的作用力，在支撑层表面沉积成膜的过程.该方法的优势在于操作简单，在改性层的厚度、荷电性和膜表面的粗糙度可以通过涂覆层数方便地调控[18-20].相较于界面聚合法，该法制备的活性分离层厚度控制在纳米水平，降低厚度对水通量的影响[21].传统层层组装技术一般通过带有正负电荷的聚电解质之间交替接触并采用交联剂来制备分离膜.Qi等[20,22]采用聚丙烯胺盐酸盐(PAH)和聚4 - 苯乙烯磺酸钠(PSS)作为聚阴阳电解质，以层层组装技术制备出正渗透膜，有效提高了膜的水通量，并降低了盐逆向通量.Qiu等[23]以PAH和PSS 作为聚阴阳电解质，戊二醛作为交联剂，利用层层自组装技术制备出交联型与未交联型正渗透膜，两种膜均具有较高的水通量与截留性能，表明层层组装技术能有效提高膜的水通量.实际上，界面聚合反应中多元酰氯与多元胺于两相界面处聚合后，所形成的初生态膜表面(未经热处理)还残留有部分未参与反应的多元酰氯单体或未参与交联的酰氯基团，利用层层组装原理将这些残留的酰氯单体或酰氯基团进行多次界面聚合反应，或可弥补膜表面聚酰胺层的缺陷改变初生态膜的表面特性如亲水性、荷电性等，或可用于改善正渗透膜的性能[24-25].聚丙烯腈(PAN)具有较好的化学稳定性、热稳定性以及良好的机械性能，在膜制备领域具有广泛的应用，但PAN膜亲水性较差，将其化学改性后可以增加其亲水性能[26].本研究正是在上述背景下，采用聚丙烯腈为基膜材料，水解改性并接枝聚乙烯亚胺(PEI)、聚丙烯酸(PAA)后作为复合膜支撑层，以间苯二胺(MPD)、均苯三甲酰氯(TMC)为水相和有机相活性单体，通过层层组装界面聚合法形成聚酰胺活性分离层，探究不同界面聚合次数对复合膜形貌结构和性能的变化，揭示界面聚合次数对膜性能的影响.1 实验部分1.1 实验材料与仪器实验材料：聚丙烯腈(PAN，相对分子质量150 000)，间苯二胺(MPD，质量分数99%)，均苯三甲酰氯(TMC,质量分数98%)，购自上海西格玛公司；1 - 甲基 - 2 - 吡咯烷酮(NMP，分析纯)，氯化钠(NaCl，分析纯)购自国药集团化学试剂有限公司；聚乙烯亚胺(PEI,质量分数30%)购自梯希爱(上海)化成工业有限公司；聚丙烯酸(PAA，相对分子质量240 000)购自百灵威科技有限公司；Isopar - G溶剂(99.9%)购自美孚石油公司；去离子水为实验室自制.仪器：电子天平(JA31002，上海菁海仪器有限公司)；齿轮泵(WT3000 - 1JA，保定兰格恒流泵有限公司)；电导率仪(DDSJ - 308F，上海雷磁仪器有限公司)；电热恒温水浴锅(HWS - 12，上海一恒科技有限公司).1.2 实验装置1.2.1 反渗透(RO)测试装置反渗透性能测试实验装置如图1所示，膜反应单元由膜及有机玻璃外壳组成，有效膜面积24 cm2，水流通道为8 cm，宽度为3 cm，膜所对凹槽深度0.5 cm，膜表面流速25 cm/s，膜背面为光滑的不锈钢滤板.测试过程中，膜活性层朝向原料液，错流方式运行，测试压力设为0.08 MPa.分别以去离子水和500 mg/L NaCl作为原料液，测定膜的纯水通量(A)、盐水通量(JwRO)和盐的截留率(R). 1.2.2 正渗透(FO)测试装置正渗透实验装置如图2所示.膜反应单元由两个对称的有机玻璃板构成，水流通道长为4 cm，宽为3 cm，槽深为0.3 cm，有效膜面积为12 cm2.膜性能测试过程中FO膜活性层朝向原料液侧，支撑层朝向汲取液侧，采用错流方式，膜表面流速为10 cm/s.以去离子水为原料液，以0.5 mol/L的NaCl溶液为汲取液[27].电导率仪的电极放置于原料液中，用于测试正渗透系统的盐逆向通量，汲取液置于电子天平上，天平读数由电脑自动记录并保存，用于计算正渗透膜水通量.图1 反渗透实验装置Fig.1 Schematic of the RO setup图2 正渗透实验装置Fig.2 Schematic of the FO system1.3 聚酰胺复合正渗透膜的制备支撑层的制备：将聚丙烯腈(PAN)溶于1 - 甲基 - 2 - 吡咯烷酮(NMP)中，配制成质量分数为14%的铸膜液，在60 ℃下搅拌24 h，静置脱泡.取一块无纺布置于干净的平板玻璃上，调节刮刀厚度至100 μm，将铸膜液倒在无纺布上，用刮刀刮成相应厚度的膜，快速置于去离子水中进行相分离.将经过相分离制备的PAN基膜置于2 mol/L的NaOH中(45 ℃，60 min)进行水解反应，制得PAN水解膜.将PAN水解膜先后置于聚乙烯亚胺(PEI)、聚丙烯酸(PAA)溶液中，两者通过静电作用沉积在膜表面，以防止TMC、MPD分子进入支撑层中[28].具体操作步骤：将PAN水解膜在0.1%(质量分数)PEI中反应15 min，去离子水中浸泡5 min；再放于0.1%(质量分数)PAA中10 min，去离子水浸泡5 min，制得PAN -PEI/PAA支撑层.活性分离层的制备：将PAN - PEI/PAA支撑层固定在特定的有机玻璃框中，表面吹干;倒入2%(质量分数)的MPD溶液，反应2 min，倒掉溶液，在通风橱中除去膜表面残留的液滴(过程a);再倒入0.15%(质量分数)的TMC(溶于Isopar - G溶剂)，反应1 min，倒掉膜表面残留的溶液(过程b).重复(a)、(b)过程n(1～5)次，得到层层组装界面聚合反应n次后的膜，随后置于烘箱中进行热稳定处理(80 ℃，10 min)，得到聚酰胺复合正渗透膜(命名为LBL - n)，用去离子水充分清洗膜表面后置于去离子水中保存.1.4 复合正渗透膜的表征与性能测试1.4.1 复合正渗透膜反渗透分离性能测试复合正渗透膜的纯水渗透系数A[m/(s·Pa)]、盐水通量JwRO[ L/(m2·h)]和盐截留率R(%)，计算公式分别为式(1)、式(2)和式(3)所示.(1)(2)式中，ΔV为汲取液中体积的增加量,L; Am为复合正渗透膜的有效面积,m2;Δt为时间间隔,h;p为操作压力,Pa.(3)式中,cf、cp分别为料液和渗出液的盐浓度.1.4.2 复合正渗透膜分离性能测试复合正渗透膜的水通量Jw[L/(m2·h)]，盐逆向通量Js[g/(m2·h)]计算式分别为式(4)和式(5)所示.(4)(5)式中，ΔV为汲取液中体积的增加量,L;Am为复合正渗透膜的有效面积,m2;Vt和ct 为t时刻原料液的体积和溶质的浓度；V0和c0为初始时刻原料液的体积和溶质的浓度.1.4.3 复合正渗透膜的形貌分析及结构表征分别采用场发射扫描电镜(S - 4800，HITACH)、原子力显微镜(Dimension 3100，VEECO)、接触角测量仪(OCA15EC，Dataphysics)来表征和测试活性分离层的形貌和亲疏水性；采用傅里叶红外光谱仪(ATR - FTIR，Nicolet 6700，Thermo Fisher)对膜表面化学结构进行分析.所有分析用的膜在冷冻干燥后，置于干燥样品袋中，常温保存待测.2 结果与讨论2.1 层层组装界面聚合次数对复合膜活性分离层形貌结构的影响采用扫描电镜(SEM)对层层组装界面聚合制备的聚酰胺复合膜活性分离层形貌进行分析，结果如图3所示.从图3中可以看出，当未进行界面聚合时，支撑层表面非常平滑 [图3(a)].界面聚合后，正渗透膜表面形成了典型的叶片状褶皱的聚酰胺结构[29-30][图3(b)～图3(f)].随着界面聚合次数的增加，复合膜活性分离层越致密，所形成的叶片装结构形状较小.图3 不同界面聚合次数条件下复合膜活性分离层的扫描电镜图Fig.3 SEM images of active layers formed with different numbers of interfacial polymerization steps图4为不同界面聚合次数下复合膜活性分离层的原子力显微结构，图5为不同界面聚合次数下膜表面粗糙度的具体数值.从中可以看出，复合膜活性分离层的平均粗糙度随着界面次数的增加而逐渐增大，平均粗糙度从14.43 nm(LBL - 1)逐渐增加至35.58 nm(LBL - 5)，原因可能是聚酰胺基团为交联型大分子结构，在多次界面聚合过程中，聚酰胺基团的增多使得分离层表面不均匀程度增加，从而膜的粗糙度增大[15,31].图4 不同界面聚合次数下复合膜活性分离层原子力显微结构Fig.4 AFM imagesof morphologies of active layers for different numbers of interfacial polymerization steps图5 不同界面聚合次数对复合膜表面平均粗糙度的影响Fig.5 Effects of the number of interfacial polymerization steps on the mean surface roughness of the thin-film composite membranes2.2 复合膜活性分离层红外光谱分析采用全反射红外光谱对复合膜活性分离层进行分析，可以有效的检测到膜表面的基团结构，结果如图6所示.1 540 cm-1为酰胺Ⅱ键的N—H弯曲和C—N拉伸振动吸收峰，1 610 cm-1为芳香聚酰胺的N—H变形振动和苯环C—C变形振动峰，1 662 cm-1为酰胺I键的C—O拉伸和C—N拉伸振动吸收峰，2 240～2 260 cm-1为腈类C≡N的伸缩振动吸收峰，3 360 cm-1是胺基中N—H的伸缩振动吸收峰[32]，红外光谱分析表明聚酰胺结构的存在，很好地说明了聚酰胺分离层的形成.图6 不同界面聚合次数下形成的活性分离层的红外光谱图Fig.6 ATR - FTIR spectra of active layers formed under different interfacial polymerization conditions2.3 层层组装界面聚合次数对复合膜亲水性的影响对不同界面聚合次数的聚酰胺复合膜进行接触角测试，结果如图7所示.支撑层接触角为(34.1±2.5)°，亲水性较强，其原因可能是PAN基膜经水解改性后，一部分—CN水解为—COOH，在分别沉积于PEI和PAA溶液中，PEI和PAA均为亲水性物质，使得基膜中亲水基团增多.聚合1次后，聚酰胺复合膜的接触角达到73.4°(LBL - 1)，原因可能是界面聚合反应后形成的聚酰胺含有部分交联(C18H12N3O3，约72%)和部分线性(C15H10N2O4，约28%)的化学结构[33].在支撑层初次界面集合后聚酰胺线性部分由于酰氯水解后产生的羧基量较少导致活性分离层接触角增大，而后随着组装层数的增加，接触角逐渐减小至53.8°(LBL - 5)，说明膜的亲水性逐渐增大，其原因可能是随着界面聚合次数的增加，活性层中未反应的酰氯增多，经水解后羧基数量增多，提高了亲水性.研究表明，膜表面亲水性增加，水分子透过膜的阻力降低，有利于水分子的扩散[28].图7 不同界面聚合次数对复合膜接触角的影响Fig.7 Effect of the number of interfacial polymerization steps on the surface contact angle of the thin-film composite membranes2.4 层层组装界面聚合次数对复合膜反渗透性能的影响本实验以错流实验装置对复合膜的反渗透性能进行测试，反渗透水通量及截盐率结果如图8所示.从图8(a)可以看出，随着组装层数的增加，正渗透膜的纯水渗透系数从39.49×10-11 m/(s·Pa)逐渐降低至9.02×10-11 m/(s·Pa).以500 mg/L NaCl作为原料液，测得反渗透的盐水通量及对NaCl的截留率，结果如图8(b)所示，盐水通量JwRO随复合膜层数的增加而减小，从91.10 L/(m2·h)逐渐降低至20.08 L/(m2·h)，而截留率随着层数的增加而增大，由14.02%增加至28.13%.由于界面聚合在亲水性较高的PAN支撑层[接触角为(34.1±2.5)°]表面进行的，形成的聚酰胺活性分离层容易脱落和产生缺陷[34]，因此在加压反渗透测试过程中水通量较高，而盐截留率较低.图8 不同界面聚合次数对复合膜反渗透性能的影响Fig.8 Effect of the number of interfacial polymerization steps on the RO performance2.5 层层组装界面聚合次数对复合膜正渗透性能的影响本实验以正渗透测试装置对制备的复合膜的水通量及盐逆向通量进行了测试，结果如图9所示.从图9(a)可以看出，随着界面聚合次数的增加，水通量从20.27L/(m2·h)降低至7.21 L/(m2·h)，盐逆向通量从10.93 g/(m2·h)减小至3.88g/(m2·h)，4、5层时基本不变.盐逆向通量与水通量之比(Js/Jw)是表征正渗透膜分离性能的重要参数，数值越小，说明膜的分离性能越好.根据图9(b)可知，Js/Jw 在界面聚合1层时在0.5 g/L左右，第2、3层时达到0.35 g/L，但4、5层时开始逐渐增加至0.5 g/L左右.在LBL - 1时，聚酰胺活性层的致密性较小，此时膜的水通量和盐逆向通量均较高，两者之比Js/Jw相对较高.组装层数的增加，聚酰胺活性分离层的致密性增大，水分子和溶质分子透过膜的阻力均增加，水通量和盐逆向通量随之降低.但从图9(a)可看出，3、4、5层复合膜的盐逆向通量已趋平稳，而水透过膜的阻力在逐渐增加，膜的水通量在降低.从Js/Jw图可以看出2、3层时膜的分离性能最好，综合得知，复合膜的正渗透性能在第二层时最好.图9 不同界面聚合次数对复合膜正渗透性能的影响Fig.9 Effect of the numberof interfacial polymerization steps on FO performance3 结论将聚丙烯腈(PAN)溶于1 - 甲基 - 2 - 吡咯烷酮(NMP)中制得铸膜液，利用相转化法制得PAN基膜，NaOH水解改性后先后置于聚乙烯亚胺(PEI)溶液、聚丙烯酸(PAA)溶液中作为PAN - PEI/PAA支撑层，分别以MPD和TMC为水相与有机相单体，通过改变界面聚合次数制备聚酰胺复合正渗透膜，主要结果如下：1) 随着界面聚合次数的增加，形成的聚酰胺复合膜活性分离层叶片状褶皱结构逐渐变小，致密性增加，粗糙度和亲水性逐渐增大；2) 随着界面聚合次数的增加，制备的聚酰胺复合膜RO水通量逐渐减小，截留率逐渐增大，而FO水通量和盐逆向通量均逐渐降低，但盐逆向通量与水通量比呈现先减小后增加趋势，综合得知：2次界面聚合后所制备的复合膜的正渗透性能最好，水通量高达16.97 L/(m2·h)，盐逆向通量为6.02 g/(m2·h)，盐逆向通量与水通量之比为0.35 g/L.参考文献:[1] Zhao J, Su Y, He X, et al. 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(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 (43)申请公布日 (21)申请号 201910143760.0
(22)申请日 2019.02.25
(71)申请人 陕西省石油化工研究设计院
地址 710054 陕西省西安市西延路61号
(72)发明人 张玉荣 姚彬 张文存 张国辉
王丽莉
(74)专利代理机构 西安永生专利代理有限责任
公司 61201
代理人 高雪霞
(51)Int.Cl.
B01D 61/00(2006.01)
B01D 67/00(2006.01)
B01D 69/02(2006.01)
B01D 69/12(2006.01)
B01D 71/68(2006.01)
(54)发明名称
一种层层自组装界面聚合制备复合正渗透
膜的方法
(57)摘要
本发明公开了一种层层自组装界面聚合制
备复合正渗透膜的方法，该方法以聚醚砜为膜材
料，聚乙烯醇为亲水改性物，聚多巴胺为交联剂，
通过热致相分离制备聚醚砜基膜，再以间苯二胺
为水相单体，均苯三甲酰氯为油相单体，在聚醚
砜基膜上层层自组装界面聚合制得复合正渗透
膜。
本发明方法制备的复合正渗透膜的化学性质
稳定、机械强度高、复合层致密、结合牢固不易脱
落、亲水性好，抗污染能力强，纯水通量大、盐反
通量低。
权利要求书2页 说明书7页CN 109758907 A 2019.05.17
C N 109758907
A
权 利 要 求 书1/2页CN 109758907 A
1.一种层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法，其特征在于该方法由下述步骤组成：
(1)以质量百分数计，将1.5％～5％聚乙烯醇、13.5％～20％聚醚砜、75％～85％N-甲基吡咯烷酮，在氮气保护下混合均匀后加热至50～70℃，恒温0.5～2小时，使聚醚砜完全溶解，然后恒温搅拌1.5～3.5小时，常温静置24～48小时，得到铸膜液；
(2)将铸膜液均匀倒入己预热到50～70℃的模具中，然后置于室温环境下冷却，待其中的铸膜液固化分相成型后，拆除模具，在10～50℃水中萃取10～30分钟，得到聚醚砜基膜；
(3)将多巴胺加入pH为8～9的Tris-HCl缓冲液中，配制质量浓度为0.2％～0.6％多巴胺缓冲液，然后将其涂覆在聚醚砜基膜上，涂覆时间为2～4小时，得到负载聚多巴胺层的聚醚砜基膜；
(4)以质量百分数计，将0.05％～0.2％聚阳离子电解质、0.05％～0.2％NaCl、99.6％～99.9％蒸馏水混合均匀，然后用0.5mol/L NaOH水溶液调节溶液pH为10.6±1，得到聚阳离子电解质溶液；
(5)以质量百分数计，将0.05％～0.2％聚阴离子电解质、0.05％～0.2％NaCl、99.6％～99.9％蒸馏水混合均匀，然后用0.5mol/L NaOH水溶液调节溶液pH为3.5±1，得到聚阴离子电解质溶液；
(6)以质量百分数计，将0.25％～2％间苯二胺、0.5％～2.5％甲苯、95.5％～99.2％蒸馏水混合均匀，得到水相单体溶液；
(7)以质量百分数计，将0.05％～0.2％均苯三甲酰氯、99.8％～99.95％甲苯混合均匀，得到油相单体溶液；
(8)将负载聚多巴胺层的聚醚砜基膜在聚阳离子电解质溶液中反应15～20min，然后在去离子水中浸泡5～8min；再放于聚阴离子电解质溶液中10～15min，最后在去离子水浸泡5～8min，制得聚醚砜-阳离子聚合物/阴离子聚合物支撑层基膜；
(9)将聚醚砜-阳离子聚合物/阴离子聚合物支撑层基膜需要界面聚合的表面朝上平铺在光滑玻璃上，再用模具扣住，接着在模具中倒入水相单体溶液，界面聚合反应1～5分钟，然后用氮气或二氧化碳将基膜吹至膜表面无液体，再倒入油相单体溶液，界面聚合反应0.5～2分钟，之后倒出过量的油相单体溶液；
(10)将步骤(9)中界面聚合后的基膜放入50～100℃的烘箱中热处理10～60分钟，得到复合正渗透膜。
2.根据权利要求1所述的层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚醚砜的数均分子量为40000～70000。
3.根据权利要求2所述的层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚醚砜的数均分子量为50000。
4.根据权利要求1所述的层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法，其特征在于：所述步骤(3)和步骤(9)之间的操作间隔不能超过24小时。
5.根据权利要求1所述的层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的聚阳离子电解质为聚乙烯亚胺、聚丙烯胺盐酸盐、壳聚糖、聚二烯丙基二甲基氯化铵中任意一种。
6.根据权利要求1所述的层层自组装界面聚合制备复合正渗透膜的方法，其特征在于：
2。