[發明專利]疏水性分離過濾膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210784248.6
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN115178098A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 賈偉;彭靖俊;王佳冕;羅仲元
• 申請（專利權）人: 深圳高性能醫療器械國家研究院有限公司
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/10;B01D71/06;B01D71/70;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 深圳中細軟知識產權代理有限公司 44528
• 代理人: 田麗麗

本發明公開了一種疏水性分離過濾膜及其制備方法和應用，疏水性分離過濾膜，包括支撐層和形成于所述支撐層上的疏水層，所述疏水層為球狀或類球狀硅基納米粒子堆疊形成的多孔結構層，所述硅基納米粒子的材料為三維網狀有機硅聚合物，所述三維網狀有機硅聚合物主要由第一線型疏水性有機硅聚合物和第二線型疏水性有機硅聚合物發生化學交聯反應形成。本發明通過構建三維網狀有機硅聚合物，利用靜電噴工藝調節聚合物鏈纏結狀態，從而能噴射形成形狀規則、且均勻分布的有機、剛性的硅基納米粒子，提高膜的抗潤濕性和分離穩定性。

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，更具體地，涉及一種疏水性分離過濾膜及其制備方法和應用。

背景技術

水資源短缺已經成為一個世界性的問題，并且隨著人口增長和水污染等問題在進一步加劇。通過海水淡化獲得淡水資源是目前解決水資源短缺的一個重要方法。而在各種海水脫鹽技術中，膜蒸餾(MD)工藝因其高脫鹽率和溫和的操作條件而成為一種理想的膜分離技術。在MD工藝中，非揮發組分和水蒸氣會被超疏水分離過濾膜的超疏水膜孔分開。然而，當超疏水分離過濾膜被水潤濕后，膜孔將會失去分離功能。因此，超疏水分離過濾膜的抗潤濕性決定了其分離穩定性。

一般來說，膜表面的超疏水性都是通過采用低表面能材料并結合調控表面分層的微納結構的方法實現，代表性的，通過在靜電紡絲或靜電噴涂中引入剛性無機納米粒子(例如二氧化硅等)來調控膜表面的微納結構，以提高疏水性和抗潤濕性，然而，剛性無機納米粒子在靜電紡或靜電噴的聚合物溶液中的溶解分散性較差，嚴重影響了其在膜表面的均勻分布，從而影響了膜的抗潤濕性和分離穩定性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種疏水性分離過濾膜及其制備方法和應用，通過構建三維網狀有機硅聚合物，利用靜電噴工藝調節聚合物鏈纏結狀態，從而能噴射形成形狀規則、且均勻分布的有機、剛性的硅基納米粒子，提高膜的抗潤濕性和分離穩定性。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種疏水性分離過濾膜，包括支撐層和形成于所述支撐層上的疏水層，所述疏水層為球狀或類球狀硅基納米粒子堆疊形成的多孔結構層，所述硅基納米粒子的材料為三維網狀有機硅聚合物，所述三維網狀有機硅聚合物主要由第一線型疏水性有機硅聚合物和第二線型疏水性有機硅聚合物發生化學交聯反應形成。

本發明還提供了一種疏水性分離過濾膜的制備方法，包括以下過程：

將第一線型疏水性有機硅聚合物和第二線型疏水性有機硅聚合物發生化學交聯反應，得到三維網狀有機硅聚合物溶液；

將所述三維網狀有機硅聚合物溶液置于靜電噴注射器中，將支撐層鋪設在收集器上，所述收集器繞軸轉動，所述靜電噴注射器噴射所述三維網狀有機硅聚合物溶液形成硅基納米粒子，所述硅基納米粒子沉積在所述支撐層上，固化所述硅基納米粒子形成疏水層，得到所述分離過濾膜。

實施本發明實施例，將具有如下有益效果：

本發明實施例通過構建三維網狀有機硅聚合物，提供更緊密的聚合物纏結狀態，由三維網狀有機硅聚合物能夠形成球狀或類球狀的形狀規則的有機硅基納米粒子，有機硅基納米粒子均勻分布，提高膜的抗潤濕性和分離穩定性，且有機硅基納米粒子與支撐層的兼容性更高，也有利于提高膜的抗潤濕性和分離穩定性。

本發明實施例利用靜電噴工藝靜電噴射三維網狀有機硅聚合物溶液，通過靜電噴過程進一步收緊聚合物纏結狀態，從而能噴射形成球狀或類球狀的形狀規則且均勻分布的有機、剛性的硅基納米粒子，提高膜的抗潤濕性和分離穩定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

其中：