一种反渗透膜的制备方法，通过将反渗透膜基膜浸渍在混合溶液中，重复干燥和浸渍得到干燥的膜片，在采用去离子水洗刷2‑3遍，经过干燥既得到反渗透膜。本发明反渗透膜具有易于制备和操作，且水渗透性高，盐阻滞率高，使用寿命长的特点。
1.一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，将N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷混合，室温下搅拌5‑10h，升温至40‑60℃反应5‑10h，得到混合溶液，备用；
步骤二、将反渗透膜基膜浸渍在上述混合溶液中，保持20‑30min，取出进行真空干燥，干燥后再次浸渍在混合溶液中，重复上述步骤2‑3次，得到干燥的膜片；
步骤三、将干燥的膜片置于50℃的去离子水中，洗刷2‑3遍，最终在烘箱中以80℃的温度条件烘干30‑60min即得到反渗透膜；
步骤二中所述的反渗透膜基膜的制备包括以下步骤：步骤A、表面改性的纳米材料的制备
a、将纳米二氧化钛置于去离子水中，通过磁力搅拌15‑30h，制成质量百分比浓度为5‑
b、将间苯二胺、乙酸、硅烷偶联剂、N‑甲基吡咯烷酮、第一化合物和去离子水以质量比为2‑5:1‑2:0.5‑2:2‑4:5‑8:30‑60混合，搅拌3‑6h制得第一溶液，备用；
所述硅烷偶联剂为氨基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基氨基丙基三甲氧基硅烷以质量比为1‑2:2‑3混合；
所述第一化合物的结构式参见式(1)其中，R1选自苯环、甲基、乙基、羟基、丙基、酯基、氨基、芳烷基、杂芳基，乙烯基、噻吩基、萘基、吡啶基、卤素；
c、将步骤a制备的悬浊液和步骤b制备的第一溶液混合置于80℃‑150℃油浴中搅拌30‑
60min，冷却至室温通入氮气静置10‑30min，再加入第一混合液和催化剂升温至60‑70℃回流4‑6h，将反应产物经真空过滤出来后，经乙醇清洗3‑6次，真空干燥，得到表面改性的纳米材料备用；
所述第一混合液由乙烯基吡咯烷酮和醋酸钠以质量比为1‑5:2‑4组成；
所述催化剂为PtxCoy合金催化剂，所述x/y＝1.5‑2；
所述步骤a制备的悬浊液、步骤b制备的第一溶液、第一混合液和催化剂的质量比为2‑
将聚合物溶液和步骤A制备的表面改性的纳米材料置于容器中，搅拌20‑60min，停止搅拌得到铸膜液，静置，当铸膜液完全脱出气泡后，在玻璃上进行浇铸成膜，升温至50‑90℃条件下真空干燥10‑20小时，将干燥后的膜揭起并热压，热压温度为100‑150℃，压力为3‑
9Mpa；将热压后的膜进行裁剪后进行拉伸得到反渗透膜基膜；
所述聚合物溶液由聚醚砜、聚醚砜酮和第二化合物以质量比为1‑4:2‑5:1‑2混合制得；
所述第二化合物的结构式参见式(2)其中，R3选自烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、萘基。
2.如权利要求1所述的一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷的质量比为1‑5:3‑4:1‑2:10‑15混合。
3.如权利要求2所述的一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷的质量比为4:3.5:1.5:15混合。
4.一种反渗透膜，其特征在于该反渗透膜采用如权利要求1‑3之一的方法制备得到。
5.一种如权利要求4所述的反渗透膜在用于水处理与化工分离的应用。
一种反渗透膜及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种反渗透膜及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半
透膜 而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的
溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便
等优点。
[0003] 反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺
膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的
高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多
亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或
脱盐率。
发明内容
[0004] 本发明专利采用如下技术方案：
[0005] 一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006] 步骤一，将N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷混合，室温下搅拌5‑10h，升温至40‑60℃反应5‑10h，得到混合溶液，备用；
[0007] 步骤二、将反渗透膜基膜浸渍在上述混合溶液中，保持20‑30min，取出进行真空干燥，干燥后再次浸渍在混合溶液中，重复上述步骤2‑3次，得到干燥的膜片；
[0008] 步骤三、将干燥的膜片置于50℃的去离子水中，洗刷2‑3遍，最终在烘箱中以80℃的温度条件烘干30‑60min既得到反渗透膜。
[0009] 步骤一中所述N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷的质量比为1‑5:3‑4:1‑2:10‑15混合。
[0010] 步骤一中所述N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷的质量比为4:3.5:1.5:15混合。
[0011] 一种反渗透膜，其特征在于该反渗透膜采用如前所述的方法制备得到。
[0012] 一种超滤膜，其特征在于包括至少一层如前所述的反渗透膜。
[0013] 一种纳滤膜，其特征在于包括至少一层如前所述的反渗透膜。
[0014] 一种如前所述的反渗透膜在用于水处理与化工分离的应用。
[0015] 有益效果：
[0016] 本发明反渗透膜具有易于制备和操作，且水渗透性高，盐阻滞率高，使用寿命长的特点；本发明的纳米材料分散性好，给予薄膜高通量，低污染的优势，不需要额外的致孔剂，
环境友好，可广泛用于水处理与化工分离领域。
具体实施方式
[0017] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0018] 一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0019] 步骤一，将N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷混合，室温下搅拌5‑10h，升温至40‑60℃反应5‑10h，得到混合溶液，备用；
[0020] 步骤二、将反渗透膜基膜浸渍在上述混合溶液中，保持20‑30min，取出进行真空干燥，干燥后再次浸渍在混合溶液中，重复上述步骤2‑3次，得到干燥的膜片；
[0021] 步骤三、将干燥的膜片置于50℃的去离子水中，洗刷2‑3遍，最终在烘箱中以80℃的温度条件烘干30‑60min既得到反渗透膜。
[0022] 步骤一中所述N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷的质量比为1‑5:3‑4:1‑2:10‑15混合。
[0023] 步骤一中所述N，N‑二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、均苯三甲酰氯和环己烷的质量比为4:3.5:1.5:15混合。
[0024] 一种反渗透膜，其特征在于该反渗透膜采用如前所述的方法制备得到。
[0025] 一种超滤膜，其特征在于包括至少一层如前所述的反渗透膜。
[0026] 一种纳滤膜，其特征在于包括至少一层如前所述的反渗透膜。
[0027] 一种如前所述的反渗透膜在用于水处理与化工分离的应用。
[0028] 本发明中步骤二所述的反渗透膜基膜的制备包括以下步骤：
[0029] 步骤A、表面改性的纳米材料的制备
[0030] a、将纳米二氧化钛置于去离子水中，通过磁力搅拌15‑30h，制成质量百分比浓度为5‑10%的悬浊液，备用；
[0031] b、将间苯二胺、乙酸、硅烷偶联剂、N‑甲基吡咯烷酮、第一化合物和去离子水以质量比为2‑5:1‑2:0.5‑2:2‑4:5‑8:30‑60混合，搅拌3‑6h制得第一溶液，备用；
[0032] 所述硅烷偶联剂为氨基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基氨基丙基三甲氧基硅烷以质量比为1‑2:2‑3混合；
[0033] 所述第一化合物的结构式参见式（1）
[0034] 式（1）
[0035] 其中，R1选自苯环、甲基、乙基、羟基、丙基、酯基、氨基、芳基、芳烷基、杂芳基，乙烯基、噻吩基、萘基、吡啶基、卤素；
[0036] R2选自氢、卤素、甲基、乙基；
[0037] c、将步骤a制备的悬浊液和步骤b制备第一溶液混合置于80℃‑150℃油浴中搅拌30‑60min，冷却至室温通入氮气静置10‑30min，再加入第一混合液和催化剂升温至60‑70℃
回流4‑6h，将反应产物经真空过滤出来后，经乙醇清洗3‑6次，真空干燥，得到表面改性的纳
米材料备用；
[0038] 所述第一混合液由乙烯基吡咯烷酮和醋酸钠以质量比为1‑5:2‑4组成；
[0039] 所述催化剂为PtxCoy合金学催化剂，所述x/y=1.5‑2；
[0040] 所述步骤a制备的悬浊液、步骤b制备第一溶液、第一混合液和催化剂的质量比为2‑3:5‑8:1‑2:0.2‑0.5；
[0041] 步骤B、反渗透膜基膜的制备
[0042] 将聚合物溶液和步骤A制备的表面改性的纳米材料置于容器中，搅拌20‑60min，停止搅拌得到铸膜液，静置，当铸膜液完全脱出气泡后，在玻璃上进行浇铸成膜，升温至50‑90
℃条件下真空干燥10‑20小时，将干燥后的膜揭起并热压，热压温度为100‑150℃，压力为3‑
9Mpa；将热压后的膜进行裁剪后进行拉伸得到反渗透膜基膜；
[0043] 所述聚合物溶液由聚醚砜、聚醚砜酮和第二化合物以质量比为1‑4:2‑5:1‑2混合制得；
[0044] 所述第二化合物的结构式参见式（2）
[0045] 式（2）
[0046] 其中，R3选自烷基、芳基、芳烷基、杂芳基、烃基、萘基；
[0047] 步骤B中所述的拉伸为在100‑120℃温度下纵向拉伸，然后自然冷却到室温；升温至130‑140℃温度下横向拉伸，拉伸速度为2‑4m/s，拉伸倍率为10‑20倍；将拉伸后置于150
℃下热定型10‑60分钟既得到反渗透膜基膜；
[0048] 本发明中所述第一化合物可选自：苯甲磺酸、1‑萘磺酸、2‑萘磺酸、苯磺酸，甲烷磺酸、乙基磺酸、乙基磺酸、1‑丙磺酸、4‑硼苯磺酸、氟磺酸甲酯、甲磺酸乙酯、氨基甲磺酸、1‑
蒽醌磺酸、2‑蒽醌磺酸、乙烯基磺酸、噻吩‑2‑磺酸、喹啉‑8‑磺酸、苯磺酸甲酯、苯磺酸乙酯、
对甲苯磺酸、吡啶‑4‑磺酸、甲磺酸甲酯等。
[0049] 本发明中所述第二化合物可选自：已腈、壬腈、辛腈、十八烷腈、癸二腈、正庚腈、异丁腈、对甲苯腈、溴苯腈、3‑氯苯腈、邻氯苯腈、5‑己烯腈、2‑萘乙腈、2‑呋喃腈、异戊腈、邻碘
苯腈、2‑溴苯腈、对氟苯腈、1‑萘乙腈、2‑萘甲腈、1‑萘甲腈等。
[0050] 经过研究本发明所述的反渗透膜：
[0051] 1、步骤A、表面改性的纳米材料的制备，中添加了PtxCoy合金学催化剂，所述x/y=1.5‑2，创造性的采用了合金催化剂，通过研究发现，添加了该催化剂后在第一混合液存在
的情况下，使得第一化合物和硅烷偶联剂联合起来一并枝节在纳米颗粒的表面，且第一化
合物与硅烷偶联剂之间形成网状分子键，并牢牢的枝节在纳米颗粒的表面，经过研究发现
添加了该催化剂后枝节率超过未添加催化剂的25‑40%；从而提高与聚合物基体之间的粘结
性能，提高反渗透膜的稳定性；
[0052] 2、本发明对于纳米颗粒的改性中添加了第一化合物，该第一化合物和硅烷偶联剂联合起来能够在枝节纳米颗粒的表面；反渗透膜基膜中所采用了自制的聚合物溶液，该聚
合物溶液中添加了第二化合物，该第二化合物能够进入第一化合物和硅烷偶联剂之间形成
网状分子键巩固形成更加稳固的网状化合物，并使得纳米颗粒与聚合物基体之间形成分子
键合在一起结合在一起，增强了界面的结合强度，通过后期对于基膜的热处理，使得反渗透
膜有效的提升了耐氯性能；通过第二化合物的加入使得纳米颗粒与聚合物界面间提供额外
纳米级通道使反渗透膜水通量有效提高；室温条件下，操作压力为0.5Mpa、对2g/L MgSO4水
溶液的通量进行测试，可达38.2L/（m2.n），截留率为97.6%
[0053] 3、经过研究发现当经1000ppm NaClO水溶液浸泡处理10小时 后，对NaCl的截留率3 2 3 2
依然高达96.4‑99.6％，优选99.1%；水通量达1.87‑2.13M/M .d，优选1.99M/M .d。
[0054] 应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些
等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
