[發明專利]一種薄層復合膜支撐體及其制備方法和薄層復合膜

有效

• 申請號: 201910260929.0
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109806774B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張奇峰;張所波
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D71/30;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/64;B01D71/68
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 藏斌;趙青朵

本發明屬于膜材料領域，尤其涉及一種薄層復合膜支撐體及其制備方法和薄層復合膜。本發明提供的薄層復合膜支撐體包括頂部多孔支撐層和底部多孔支撐單元；頂部多孔支撐層和底部多孔支撐單元中的每一層多孔支撐層均由鑄膜液制成；頂部多孔支撐層與底部多孔支撐單元中的至少一層多孔支撐層在制備時使用的鑄膜液組分不同。本發明提供的薄層復合膜支撐體包括至少兩層支撐層，通過調控制備不同支撐層的鑄膜液配方即可對相應支撐層的性質進行獨立調節，從而使支撐體的表面性質更適于結合活性分離層，而其它層則可為支撐體提供較高的機械強度。因此，在該多層支撐體上經界面聚合方法制備的薄層復合膜能夠具有更加優異的綜合性能。

技術領域

本發明屬于膜材料領域，尤其涉及一種薄層復合膜支撐體及其制備方法和薄層復合膜。

背景技術

利用薄層復合膜進行液體過濾和分離已經被廣泛應用于水處理、血液凈化、有機溶劑精制等領域。特別是反滲透、納濾等薄層復合膜，其過濾精度可達到亞納米級別。制備高性能的薄層復合膜一直是國際膜技術研發領域的熱點方向。薄層復合膜通常由位于底部的多孔支撐體和一層或幾層復合在支撐體上的活性分離層組成。目前，薄層復合膜在反滲透膜和納濾膜領域應用最廣泛。

對薄層復合膜而言，支撐體的性質對所得復合膜的性能具有至關重要的影響。支撐體的表面性質直接關系到活性分離層與支撐體間的結合牢固程度，對所得復合膜的脫鹽率、水通量、耐氯氧化性有重要影響。支撐體的內部致密程度對所得復合膜的耐壓性質有重要影響。為了調節這些影響，得到性能更好的復合膜，技術人員做了大量工作。如通過改變支撐層的制備工藝，包括改變制膜聚合物的種類和濃度、添加劑的種類和含量、溶劑的種類和含量、支撐體的親水性等。但是，這些方法得到的支撐體往往是膜表面孔隙率與膜內部孔隙率呈現同步關系，即表面孔隙率高、則內部孔隙率也高，表面孔隙率低、則內部孔隙率也低。而對于制備兼具高耐壓性、高通量和高脫鹽率的膜，則需要對支撐體的內部和表面實現非同步調節。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種薄層復合膜支撐體及其制備方法和薄層復合膜，在本發明提供的支撐體可現實表面和內部物化性能的獨立調節，在該支撐體上經界面聚合方法制備的薄層復合膜具有優異的耐壓性、脫鹽率、水通量和使用壽命。

本發明提供了一種薄層復合膜支撐體，包括相接觸的頂部多孔支撐層和底部多孔支撐單元，所述底部多孔支撐單元由至少一層多孔支撐層組成；

所述頂部多孔支撐層和底部多孔支撐單元中的每一層所述多孔支撐層均由鑄膜液制成；

所述頂部多孔支撐層與所述底部多孔支撐單元中的至少一層多孔支撐層在制備時使用的鑄膜液組分不同。

優選的，所述頂部多孔支撐層的孔隙率≤99％；

所述頂部多孔支撐層的平均孔徑≤500nm；

所述頂部多孔支撐層的厚度為1～100μm。

優選的，所述底部多孔支撐單元中每一層多孔支撐層的孔隙率≤99％；

所述底部多孔支撐單元中每一層多孔支撐層的平均孔徑≤500nm；

所述底部多孔支撐單元中每一層多孔支撐層的厚度為1～100μm。

優選的，所述鑄膜液包括聚合物和溶劑；

所述聚合物包括聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯和聚氯乙烯中的一種或多種；

所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、三氯甲烷和乙二醇單甲醚中的一種或多種。

優選的，所述鑄膜液中還包括添加劑；

所述添加劑包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇甲醚、水、磷酸三丁酯、甘油、三甘醇和表面活性劑中的一種或多種。