[發明專利]可甄別水溶液中不同離子的核孔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201610011636.5
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105561804B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 王宇鋼;凌云;文琪;王鵬飛;閆東曉
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B01D69/02
• 分類號: B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙)11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種核孔膜，是具有納米孔的高分子薄膜，該核孔膜在水溶液中選擇性透過不同陽離子，但不能透過陰離子，其特征在于，所述核孔膜的納米孔的孔徑為0.2～2nm，選擇性透過一價陽離子，Na⁺、K⁺的通量是Li⁺通量的1％～10％，而第二主族元素的通量是Li⁺通量的1％以下，過渡族金屬及更高價態的離子的通量在Li⁺的0.01％以下。

2.一種核孔膜，是具有納米孔的高分子薄膜，該核孔膜在水溶液中選擇性透過不同陽離子，但不能透過陰離子，其特征在于，所述核孔膜的納米孔的孔徑為2～10nm，能透過一價陽離子，Mg²⁺、Ca²⁺的通量是一價陽離子通量的1％以下，Cu²⁺、Mn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺和更高價陽離子的通量是一價陽離子通量的0.1％以下。

3.一種制備核孔膜的方法，所述核孔膜是具有納米孔的高分子薄膜，其孔道直徑在亞納米到數納米之間，所述方法包括以下步驟：

1)采用重粒子輻照高分子薄膜，在所述高分子薄膜上形成輻照損傷區；

2)對重粒子輻照后的高分子薄膜進行紫外線輻照；

3)在具有一價陽離子的鹽的水溶液中，對步驟2)處理后的高分子薄膜兩側加電壓制備納米孔。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述重粒子是指由加速器產生的重離子或反應堆產生的裂變碎片，輻照的粒子劑量為每平方厘米1到10¹⁴個。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述高分子薄膜是PET膜、PC膜或PI膜，厚度在1微米～1毫米。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)將步驟2)處理后的高分子薄膜置于具有一價陽離子的鹽的水溶液中，將所述水溶液分隔為兩部分，并對薄膜兩側的水溶液加載電壓，使得所述一價陽離子在電壓的驅動下透過薄膜上的粒子徑跡損傷區，產生孔徑在亞納米到數納米之間的納米孔。

7.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)在薄膜兩側施加的電壓為單向電壓或雙向掃描電壓，電壓大小為1～100V。

8.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)加電壓沖刷時水溶液的溫度為室溫到100℃。

9.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述一價陽離子為堿金屬離子和/或銨根離子。