[發(fā)明專利]膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611000042.0
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN107081074A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂蘇;劉珍;彭文慶;張冰;黎華;王晨;彭云;牛青山
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 胡昊明

本發(fā)明專利申請是申請?zhí)枮?01110168940.8，申請日為2011年6月22日，名稱為“膜及其制備方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜和膜的制備方法。

背景技術(shù)

很多薄膜膜可以用于凈化含溶質(zhì)的液體，例如，進(jìn)行廢水處理。一類薄膜膜通過不能與水混溶的有機(jī)溶劑中的多酸氯化物和水溶液中的多胺在多孔基膜表面界面聚合反應(yīng)而制備。由此產(chǎn)生的聚酰胺在多孔基膜一個表面形成一層薄膜。因?yàn)橹辽儆袃蓪幽さ慕Y(jié)構(gòu)，即，多孔基膜和界面聚合制備的聚酰胺層的存在，這種膜通常被稱為復(fù)合膜。

為了提高復(fù)合膜性能，多元醇，如聚乙烯醇，涂覆在聚酰胺層上并通過各種交聯(lián)劑交聯(lián)。盡管復(fù)合膜技術(shù)許多新進(jìn)展的技術(shù)優(yōu)勢，由于全世界對水供應(yīng)需求的不斷增長，人們?nèi)栽趯で髲?fù)合膜的改進(jìn)。因此，需要一種新的膜成分和制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，本發(fā)明涉及一種膜，其包括：多孔基膜；包含金屬有機(jī)物與多元醇的多元醇層；和位于多孔基膜和多元醇層之間的聚酰胺層。

另一方面，本發(fā)明涉及一種膜制備方法，包括：提供多孔基膜；在多孔基膜上提供聚酰胺層；和在聚酰胺層上提供多元醇層，多元醇層包含金屬有機(jī)物與多元醇。

具體實(shí)施方式

說明書和權(quán)利要求中的近似用語用來修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的不會導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的可接受的修正部分。相應(yīng)的，用“大約”或“約”等修飾一個數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近似用語可能對應(yīng)于測量數(shù)值的儀器的精度。

本發(fā)明中所提及的數(shù)值范圍包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數(shù)值，此處假設(shè)任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。舉例來說，如果說了一個組分的數(shù)量或一個工藝參數(shù)的值，比如，溫度，壓力，時間等等，是從1到90，20到80，或者30到70，是想表達(dá)15到85，22到68，43到51，30到32等數(shù)值都已經(jīng)明白的列舉在此說明書中。對于小于1的數(shù)值，0.0001,0.001,0.01或者0.1被認(rèn)為是比較適當(dāng)?shù)囊粋€單元。前述只是想要表達(dá)的特別示例，所有在列舉的最低到最高值之間的數(shù)值組合均被視為以類似方式清楚地列在本說明書中。

本發(fā)明涉及的膜可以為用來處理廢水，海水，苦咸水等的反滲透膜。一些實(shí)施例中，多孔基膜包含聚砜、聚醚砜、聚酯、聚亞苯基氧化物、聚亞苯基硫化物、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯樹脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚、聚醚酮、纖維素、醋酸纖維素、硝化纖維和聚醚醚酮中的至少一種。

多孔基膜通常為具有兩個表面的薄膜。多孔基膜的厚度可以變化，但應(yīng)足以提供一個可以適應(yīng)流體凈化設(shè)備或水處理設(shè)備的操作環(huán)境的復(fù)合膜。在一些實(shí)施例中，多孔基膜有從約10微米到500微米范圍的厚度。在另一些實(shí)施例中，多孔基膜有從約20微米到約250微米范圍的厚度。在另一些實(shí)施例中，多孔基膜有約40微米到約100微米范圍的厚度。

聚酰胺層可形成在多孔基膜的兩個表面之一上，以提供具有聚酰胺涂覆的表面和未經(jīng)處理的表面的復(fù)合膜。因?yàn)榫埘０繁∧訉λ倪x擇性傳輸和對溶質(zhì)通過的抑制，其常常被稱作復(fù)合膜的“主動”面。如此類推，未經(jīng)處理并保留原始的多孔基膜傳輸特性的表面經(jīng)常被稱為復(fù)合膜的“被動”面。

聚酰胺層是一個多官能芳香胺與多官能芳香酸性鹵化物和多官能脂環(huán)酸性鹵化物中至少一種的界面聚合產(chǎn)物。。

多官能芳香酸性鹵化物與多官能脂環(huán)酸性鹵化物的例子可以為多酸氯化物。適用的多酸氯化物包括但不限于均三苯甲酰氯，對苯二甲酰氯，間苯二甲酰氯，氯化二酸丁二酸，戊二酸二元酸酰氯，氯化己二酸二元酸，反式環(huán)己烷-1,4–二羧酸二元酸酰氯，順環(huán)己烷-1,4二羧酸二元酸酰氯，肯普三酸的三酸氯化物，氯化苯三酸以及包括兩個或更多的前述多酸氯化物的混合物。

適用的多胺包括但不限于：m-苯二胺，對苯二胺，元苯二胺，4,4'-二氨基聯(lián)苯，乙烯二胺，1,3丙烷二胺，1,6己二胺，1,10-癸烷二胺，4,4'-二氨基二苯砜，1,3,5-三氨基苯，哌嗪，順-1,3,5-環(huán)己胺三胺，和包括兩個或更多前述多胺的混合物。

鑒于多孔基膜的多孔性，聚酰胺可以至少部分滲入到多孔基膜的內(nèi)部，而并不嚴(yán)格局限于多孔基膜的表面，尤其在復(fù)合膜是通過將多孔基膜表面與水相和有機(jī)溶液接觸以使多酸鹵化物與多胺界面聚合來制備的實(shí)施例中。界面聚合可能至少部分發(fā)生在多孔基膜的內(nèi)部。