一种POSS结构改性的反渗透膜的制备方法与流程

本发明属于面向水处理领域的膜材料制备领域，特别是关于聚酰胺材质的反渗透膜的改性技术。

背景技术：

1、反渗透技术是世纪高科技产业之一，相对于其他分离技术，其具有操作简单、无相态变化、高效节能、处理量大、分离效率高等特点。反渗透分离技术已在海水及苦咸水淡化、废水处理、中水回用、食品及药物分离领域得到了广泛的应用。在整个反渗透技术中，反渗透膜材料是反渗透技术的关键核心，因此制备出具有高性能的反渗透膜材料一直是该领域的研究最热点。

2、为提高膜通量，在反渗透膜中掺杂其他材料是被广泛采用的，合适的材料可以是具有高亲水性的无机粒子、有机小分子或者有机大分子。其中，无机粒子包括二氧化硅、金属有机骨架、二氧化钛、以及新型的碳纳米管、石墨烯等材料，但是在掺杂过程中，如果无机粒子含量过高容易出现团聚情况，从而限制了膜通量的进一步提升。为改善这种情况，cn107174982a尝试在油相溶液中添加八乙烯基poss结构以替代纳米二氧化硅，从而避免了无机粒子团聚等问题。但是实际情况是，当八乙烯基poss与均苯三甲酰氯的摩尔比超过1∶200时，聚酰胺反渗透复合膜的成膜性变差，出现水通量和脱盐率双低的不良结果。因此，如何改善进一步改善poss结构掺杂的反渗透膜的通量是一个有待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种改进的poss结构改性的反渗透膜的制备方法，通过poss结构的选择以及水相溶液掺杂颗粒，从而从不同方面提升膜的通量。

2、本发明提供了一种poss结构改性的反渗透膜的制备方法，其包括如下步骤：

3、（1）将氨基改性的无机粒子分散到含有多元胺的水相单体溶液中形成混合水相溶液；

4、（2）将八 磺酰氯基笼型低聚倍半硅氧烷分散到多元酰氯油相单体溶液中得到混合油相溶液；

5、（3）将多孔支撑体依次浸渍混合水相溶液和混合油相溶液以界面聚合形成反渗透膜。

6、优选的，所述无机粒子为二氧化硅、二氧化钛、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，其在混合水相溶液中的浓度为0.01-0.2wt%。

7、优选的，所述的多元胺选自哌嗪、间苯二胺，对苯二胺，邻苯二胺，乙二胺，丙二胺，己二胺中的一种或多种，其在混合水相溶液中的浓度为0.05-5wt%。

8、优选的，所述混合油相溶液中溶剂为isopar g油、正己烷、正庚烷、环己烷中的一种。

9、优选的，所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯，对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰率、环戊烷三酰氯中的一种或多种。

10、优选的，所述八 磺酰氯基笼型低聚倍半硅氧烷与多元酰氯的摩尔比为1：20-1：200。

11、优选的，所述的多孔支撑体为超滤或微滤膜，选自聚丙烯腈、聚砜、聚醚、聚乙烯、聚偏氟乙烯中的一种。

12、优选的，多孔支撑体在混合水相溶液的浸渍时间为20-120s，与混合油相溶液的接触时间为10-100s。

13、本发明还提供了一种采用上述方法制备的poss结构改性的反渗透膜，所述反渗透膜中含有氨基改性的无机粒子和八 磺酰氯基笼型低聚倍半硅氧烷。

14、先对于现有技术，本发明具有以下优势：

15、（1）通过八 磺酰氯基笼型低聚倍半硅氧烷作为poss结构，提升了poss结构的掺杂量，从而提升了膜的通量。

16、（2）通过在水相中掺杂无机粒子，界面聚合后掺杂无机粒子会沉积到支撑体表面，从而进一步提升膜的通量。

17、（3）通过沉积到支撑体表面的无机粒子的氨基与poss结构的磺酰氯基结合，从而将poss大分子结构进行拉伸，避免了poss结构之间的相互缠绕，从而提升了poss结构的掺杂量。

技术特征：

1.一种poss结构改性的反渗透膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机粒子为二氧化硅、二氧化钛、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种，其在混合水相溶液中的浓度为0.01-0.2wt%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的多元胺选自哌嗪、间苯二胺，对苯二胺，邻苯二胺，乙二胺，丙二胺，己二胺中的一种或多种，其在混合水相溶液中的浓度为0.05-5wt%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述混合油相溶液中溶剂为isopar g油、正己烷、正庚烷、环己烷中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯，对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰率、环戊烷三酰氯中的一种或多种，其在混合油相溶液中的浓度为0.02-0.5wt%。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述八磺酰氯基笼型低聚倍半硅氧烷与多元酰氯的摩尔比为1：20-1：200。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的多孔支撑体为超滤或微滤膜，选自聚丙烯腈、聚砜、聚醚、聚乙烯、聚偏氟乙烯中的一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于多孔支撑体在混合水相溶液的浸渍时间为20-120s，与混合油相溶液的接触时间为10-100s。

9.一种根据权利要求1所述的方法制备的poss结构改性的反渗透膜，其特征在于所述反渗透膜中含有氨基改性的无机粒子和八磺酰氯基笼型低聚倍半硅氧烷。

技术总结本发明提供了一种改进的POSS结构改性的反渗透膜的制备方法，通过POSS结构的选择以及水相溶液掺杂改性后的无机颗粒，从而从不同方面提升膜的亲水剂添加量，并因此提升了膜通量。技术研发人员：周诗健,李胜兰,周兰凤受保护的技术使用者：泰州禾益新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17