[發明專利]一種高性能薄層復合膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010401355.7
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN113663535B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 劉軼群;李煜;喬金樑;潘國元;張楊;于浩
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D69/10;B01D67/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明公開了一種高性能薄層復合膜及其制備方法和應用。所述薄層復合膜包括基體和基體的上下表面附著的甘油或者蔗糖，其中，所述基體包括支撐層與分離層，所述支撐層包括底襯層和多孔支撐層，所述分離層位于所述多孔支撐層的上表面上。所述薄層復合膜通過基體整體浸潤甘油溶液或者蔗糖溶液、干燥、微波處理的步驟得到。本發明制備得到的薄層復合膜同時具有高水通量和高截鹽率。制備方法簡便高效，不會破壞復合膜的形貌結構。

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，具體地說，是涉及一種薄層復合膜及其制備方法和應用。

背景技術

薄層復合膜由支撐層與分離層組成。在具體制備過程中，將一層薄而致密的、有特種分離功能的不同材料復合到多孔支撐基膜上，形成具有適當的滲透量或截鹽率的分離材料。相比于一體化膜，薄層復合膜具有更高的溶質分離率和水的透過速率，因此，目前市場上超過90％的分離膜是薄層復合膜。薄層復合膜現己廣泛地應用于石化、電子、紡織、輕工、冶金、醫藥、生物工程、食品、環保等領域。

為了進一步提高復合膜的過濾性能從而更好地滿足應用需要，可以通過分別對復合膜的支撐層與活性層進行改性調控或對制膜工藝進行優化來有效提高膜的滲透性能。其中，在對活性層改性的工作中，對膜進行后處理及表面改性的方法眾多，具體的方法有加入添加劑改性、等離子體處理、表面接枝改性、表面涂覆涂層改性等。如專利CN110180415A采用在復合膜表面滴加芬頓試劑并加熱，再滴加親水劑于膜表面對其進行親水后處理改性。美國專利US5028453則通過采用等離子體后處理方法在膜表面引入親水基團，提高了復合膜的抗污染性，但是目前等離子體后處理法受限于技術條件及成本而不能實現大規模生產。美國專利US5151183采用氟氣對膜表面進行氟化處理來提高膜的抗污染性，但與此同時氟氣處理易使膜表面聚酰胺分子鏈斷裂，從而影響了膜的分離性能及使用壽命。專利CN109289551A中復合膜與多元酚類化合物接觸，多元酚類化合物與聚酰胺發生交聯反應，提高了聚酰胺表面的交聯密度，從而顯著提高了膜的截鹽率。相對于表面改性處理，表面接枝方法涉及的化學反應更為復雜，過程也相對較繁瑣。Belfer等(Journal of membranescience,1998,139:175-181)采用輻射接枝法在聚酰胺復合膜上分別接枝上甲基丙烯酸和聚乙二醇甲基丙烯酸支鏈，從而改善了膜的抗污染能力。此外，對于表面涂覆涂層法，由于其工藝相對簡單，是最容易實現產業化生產的改性方法。中國專利申請CN1468649A和美國專利申請US6913694均公開了在復合膜表面涂上一層含有2個以上環氧基團的環氧化合物的涂層來提高復合膜的耐污染性，但由于親水基團密度的限制使得該復合膜耐污染性能的提高幅度有限。綜上所述，提出并發明一種簡便高效的后處理方法來提高復合膜的性能勢在必行。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種高性能薄層復合膜及制備方法和應用，該薄層復合膜同時具有高水通量和高截鹽率。

本發明的目的之一是提供一種高性能薄層復合膜，包括基體和基體的上下表面附著的甘油或者蔗糖，其中，所述基體包括支撐層與分離層，所述支撐層包括底襯層和多孔支撐層，所述分離層位于所述多孔支撐層的上表面上。

本發明中，對所述支撐層沒有特別的限定，可以為本領域常規的選擇。所述支撐層的來源沒有特別的限定，例如，可以通過市售獲得。

其中，所述底襯層可以為本領域常規的選擇，例如，所述底層為無紡布、聚酯篩網、靜電紡絲膜中的至少一種。所述無紡布可以是現有技術中已有的各種無紡布，不限其材料種類，具體可以為聚酯無紡布、聚丙烯無紡布、聚苯醚無紡布等。

所述多孔支撐層可以為本領域常規的選擇，優選為聚砜、磺化聚砜、雙酚A型聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、酚酞型非磺化聚芳醚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯中的至少一種的膜。