一种反渗透膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种反渗透膜、一种反渗透膜的制备方法以及由该方法制备得到的反渗透膜。所述反渗透膜包括叠置在一起的支撑层和分离层，其中，所述分离层含有具有式（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）所示结构中的任意一种的磺化聚芳醚砜和无机粒子；其中，n为≥1的整数，优选1≤n≤100；m为0＜m＜1，r为0＜r＜1，且m+r=1；s为0＜s＜1，t为0＜t＜1，且s+t=1；本发明提供的反渗透膜能够很好地兼具较高的截盐率、较高的水通量以及较强的耐氯性能。
【专利说明】一种反渗透膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种反渗透膜、一种反渗透膜的制备方法以及由该方法制备得到的反 渗透膜。
【背景技术】
[0002] 膜分离是在20世纪初出现，并在20世纪60年代后迅速崛起的一种分离新技术。 膜分离技术的核心就是分离膜。对于多孔膜来说，根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤 膜、纳滤膜以及反渗透膜。
[0003] 其中，反渗透膜因具有对有机小分子和无机盐离子的良好分离性能、安全、环保、 易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。迄今为止，反渗透膜的主要应用在于海水及 苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理以及超纯水制备等领域。目前，市场上90% 的反渗透膜是复合膜，即，由分离层和支撑层构成。其中，复合膜的制备方法主要有：稀溶 液涂覆法、界面聚合法以及等离子体聚合法等。当前广泛用于水处理行业中的复合膜主要 采取界面聚合的方式，例如，可以将聚酰胺薄膜复合到微孔支撑底膜表面。然而，聚酰胺的 化学结构使该类复合膜的耐氯性能很弱，所有商用聚酰胺复合膜对游离氯的容许度几乎为 零，从而增加了膜预处理成本及降低了其使用寿命。因此，提高膜的耐氯性能是当前反渗透 膜研究的重要任务之一。
[0004] 研究表明，磺化聚醚砜具有较好的耐酸、耐碱及耐氯性，在膜领域具有较好的应用 前景。US4818387公开了一种磺化聚醚砜复合膜及其制备方法。测试结果表明，采用浸涂法 制备的磺化聚醚砜复合膜具有非常好的耐氯、耐氧化性能。CN101721926A公开了一种磺化 含二氮杂萘酮结构共聚芳醚砜复合膜及其制备方法，该类复合膜具有良好的分离性、透水 性以及耐氯性。
[0005] 虽然磺化聚芳醚砜复合反渗透膜表现出良好的截盐性以及有益的耐氧化性，但是 该磺化聚芳醚砜复合反渗透膜透水性较差，这也阻碍了其产业化的进程。
[0006] 因此，随着科学的发展，新型的反渗透膜已成为研究的热点。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种新的反渗透膜、一种反渗透膜的制备方法以及由该方法 制备得到的反渗透膜。
[0008] 本发明提供了一种反渗透膜，所述反渗透膜包括叠置在一起的支撑层和分离层， 其中，所述分离层含有具有式（I )、（ II)和(III)所示结构中的任意一种的磺化聚芳醚砜以 及无机粒子；
[0009]
【权利要求】
1. 一种反渗透膜，所述反渗透膜包括叠置在一起的支撑层和分离层，其特征在于，所述 分离层含有具有式（I )、（ II)和(III)所示结构中的任意一种的磺化聚芳醚砜以及无机粒 子；
其中，η为彡1的整数，优选1彡η彡100;m为0<m<l，r为0<r< 1，且m+r=l ; s 为 0<s<l，t 为 0<t<l，且 s+t=l。
2. 根据权利要求1所述的反渗透膜，其中，所述支撑层的厚度为40-200微米，优选为 40-150微米，所述分离层的厚度为100-500纳米，优选为100-300纳米。
3. 根据权利要求1所述的反渗透膜，其中，在所述分离层中，所述磺化聚芳醚砜和所述 无机粒子的重量比为1-100 :1，优选为1-50 :1。
4. 根据权利要求1或3所述的反渗透膜，其中，所述无机粒子为焙烧后的凹凸棒土，所 述无机粒子的颗粒尺寸为l〇-20nm。
5. 根据权利要求4所述的反渗透膜，其中，所述焙烧温度为200-600°C，焙烧时间为 1-10小时。
6. -种反渗透膜的制备方法，该方法包括以下步骤： (1) 将具有式（I )、（ II)和(III)所示结构中的任意一种的干燥的磺化聚芳醚砜溶解于 溶剂中，并将得到的溶液与无机粒子混合，制备成涂覆液； (2) 将所述涂覆液涂覆在支撑层上，然后进行热固化；
其中，η为彡1的整数，优选1彡η彡100;m为0<m<l，r为0<r< 1，且m+r=l ; s 为 0<s<l，t 为 0<t<l，且 s+t=l。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述支撑层的厚度为40-200微米，优选为 40-150微米，所述涂覆液的用量使得所述分离层的厚度为100-500纳米，优选为100-300纳 米。
8. 根据权利要求6所述的制备方法，其中，以所述涂覆液的总重量为基准，所述磺化聚 芳醚砜的用量为0. 5-10重量％，优选为0. 5-5重量％，所述无机粒子的用量为0. 001-1重 量％，优选为0. 005-0. 5重量％ ;所述磺化聚芳醚砜与所述无机粒子的重量比为1-100 :1,优 选为 1-50 :1。
9. 根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述无机粒子为焙烧后的凹凸棒土，所述无 机粒子的颗粒尺寸为10_20nm。
10. 根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述溶剂为甲酸、乙酸、甲醇、乙醇、乙二醇 单甲醚、乙二醇二甲醚、丙酮和去离子水中的任意一种或多种。
11. 根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述热固化的条件包括温度为20-120°C、 时间为5-50分钟。
12. 由权利要求6-11中任意一项所述的方法制备得到的反渗透膜。
【文档编号】B01D69/10GK104248914SQ201310268976
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】张杨, 刘轶群, 潘国元, 郭敏, 严昊 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院