[發明專利]一種滲透汽化透醇復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 201410315930.6
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN105233713B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 蘇儀;萬印華;沈飛;莊曉杰;劉麗霞
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01D71/78
• 分類號: B01D71/78;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/36
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本發明涉及膜領域，具體地，本發明涉及一種滲透汽化透醇復合膜的制備方法。本發明是采用等離子方法將聚合物單體接枝在多孔基膜的表面并在膜表面進行聚合，從而在多孔基膜表面覆蓋一層接枝聚合物層；采用改性基膜為支撐，將鑄膜液涂覆于基膜表面并使之固化成膜，獲得滲透汽化透醇復合膜。所述接枝聚合物層厚度為0?0.025μm。本發明采用等離子的方法在多孔膜表面接枝超薄聚合物層，利用聚合物層對基膜表面孔徑的覆蓋作用，有效防止鑄膜液在基膜表面涂覆時的滲透問題，減少膜缺陷，提高了膜性能。本發明涉及的一種滲透汽化透醇膜的制備方法還可用于滲透汽化脫水膜、滲透汽化有機物分離膜、氣體分離膜、納濾膜、反滲透膜等其他膜領域。

技術領域

本發明涉及膜領域，具體地，本發明涉及一種滲透汽化透醇復合膜的制備方法。

背景技術

膜分離技術自上世紀五十年代以來發展迅速，現已在水處理、化工、生物、醫藥、食品等領域獲得廣泛應用，形成相當的產業規模。滲透汽化膜是利用膜與被分離料液中各溶質的相互作用不同來實現分離的。按照用途分，它可以分為滲透汽化脫水膜、滲透汽化優先透有機物膜和滲透汽化有機物/有機物分離膜。多數的滲透汽化膜為復合膜，即是由具有良好化學、物理和機械性能的多孔支撐膜作為支撐層，再在支撐膜上復合具有優良分離特性的另一種材料的致密皮層。支撐層與致密皮層的復合方法有以下幾種：(1)涂布法。先將活性層材料配制成適當濃度的溶液,經過濾除去不溶雜質,用涂布、噴涂或浸漬等方法將它均勻地涂布在支撐膜上,然后經干燥、交聯、淋洗和烘干等方法處理而制得復合膜。(2)表面聚合法。將單體直接涂在基膜上進行聚合,從而形成一層致密皮層。通常表面聚合制備的復合膜需要進行熱處理,使分離層的機械和分離性能更穩定。(3)表面反應法。先通過紫外線或γ射線或化學方法對基膜進行活化處理,使其表面產生一定的活性基團,再與具有特種功能基團的試劑進行接觸,使兩者發生化學反應形成復合膜。(4)蒸汽沉積聚合法。在高真空條件下使單體氣化,并在基膜表面沉積,然后通過單體間的聚合反應在基膜表面形成分離層。(5)等離子體聚合法。在真空條件下,利用等離子體技術,通過氣體放電產生的等離子體對單體蒸汽和基膜表面進行處理,從而在基膜表面形成活性分離層。(6)層壓結合法。先分別制備支撐層和分離層,然后用外力將兩者結合成膜。以上六種滲透汽化膜的制備方法中以涂布法應用最為廣泛，目前生產的滲透汽化商用膜產品幾乎均采用此方法制備而成。

然而，涂布法制備過程中存在的最大問題是當活性層溶液涂覆于多孔支撐層上后，在其未固化前將有部分滲到支撐層孔內，從而造成活性層的缺陷，影響滲透汽化膜的分離性能(高分子材料科學與工程，15(3)：96-98)。肖通虎等人曾采用將支撐層預浸在某種液體中，利用液體的支撐作用防止硅橡膠層溶液滲到支撐層內，造成硅橡膠層缺陷。(膜科學與技術，2001，21(5)：36-41)。

發明內容

本發明的目的是提供一種滲透汽化透醇復合膜的制備方法。

根據本發明的一種滲透汽化透醇復合膜的制備方法，其中，所述的制備步驟為：

步驟一：將活性層膜材料溶解于相應可溶解溶劑中配置成鑄膜液；

步驟二：采用等離子方法將微孔基膜表層改性，將可聚合單體接枝聚合于微孔基膜表面，形成厚度為0-0.025μm的接枝聚合物層。

步驟三：將步驟一中的鑄膜液涂覆于步驟二獲得的接枝聚合物層的微孔基膜上，通過晾曬或升溫烘干方法使之涂覆層固化成膜，形成滲透汽化透醇復合膜。

根據本發明的一種滲透汽化透醇復合膜的制備方法，其中，采用等離子方法在多孔基膜表面接枝聚合物層的目的是填充多孔基膜表面的孔徑，使孔徑減小，從而防止活性層鑄膜液在涂覆過程中滲漏到多孔基膜內部。若接枝聚合物層較薄，則難以實現孔徑填充的效果。若接枝聚合物層較厚，則會影響分離過程中料液的滲透速度，從而影響膜通量。因此，控制接枝聚合物層在0-0.025μm才能獲得較好的膜性能。