[發明專利]一種耐污染、耐潤濕的膜蒸餾用Janus膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202310020145.7
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN116236927A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 李雪佳;郭強;李杰;李井峰;何瑞敏;王小龍;劉兆峰;王霄
• 申請（專利權）人: 國能神東煤炭集團有限責任公司;中國神華能源股份有限公司神東煤炭分公司
• 主分類號: B01D71/42
• 分類號: B01D71/42;B01D71/34;B01D61/36;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/02;B01D67/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

1.一種耐污染、耐潤濕的膜蒸餾用Janus膜，其特征在于，所述Janus膜包括依次疊置的疏水基底層、超疏水改性層和親水改性層；其中，所述親水改性層為氧化石墨烯改性的聚丙烯腈層，所述疏水基底層的材料為疏水聚合物，所述超疏水改性層的材料為超疏水聚合物。

2.根據權利要求1所述的Janus膜，其特征在于，所述疏水基底層、所述超疏水改性層與所述親水改性層的厚度比例為15:(2.5～10):1；優選所述親水改性層的厚度為0.01mm。

3.根據權利要求1或2所述的Janus膜，其特征在于，所述親水改性層中，聚丙烯腈與氧化石墨烯的摩爾比為100:(1～10)。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的Janus膜，其特征在于，所述疏水基底層的材料為PVDF；優選所述疏水基底層為PVDF納米纖維膜。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的Janus膜，其特征在于，所述超疏水改性層為超疏水改性纖維膜；優選地，所述超疏水改性纖維膜包括基材和改性材料，所述基材為PVDF，所述改性材料包括疏水填料和無機納米粒子；更優選地，所述無機納米粒子為納米二氧化硅，所述疏水填料為十七氟癸基三乙氧基硅烷；最優選地，所述PVDF、所述十七氟癸基三乙氧基硅烷和所述納米二氧化硅的摩爾比為1000:(50～100):1。

6.一種耐污染、耐潤濕的膜蒸餾用Janus膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

S1，提供疏水基底層；

S2，在所述疏水基底層上疊置超疏水改性層，得到中間體；

S3，在所述中間體的超疏水改性層表面上疊置親水改性層，得到所述Janus膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述疏水基底層通過疏水聚合物溶液第一靜電紡絲制備得到，所述超疏水改性層通過超疏水聚合物溶液第二靜電紡絲制備得到，所述親水改性層通過親水聚合物溶液第三靜電紡絲制備得到。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述第三靜電紡絲的電壓為18～22kV，接收距離為10～20cm，推注速度為0.5～1.5mL/h，環境溫度為22～24℃，環境濕度為43～47％。

9.根據權利要求6至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第一靜電紡絲的電壓為15～17kV，接收距離為12～18cm，推注速度為0.6～1.2mL/h，環境溫度為22～24℃，環境濕度為43～47％；優選地，所述第二靜電紡絲的電壓為15～17kV，接收距離為12～18cm，推注速度為0.6～1.2mL/h，環境溫度為22～24℃，環境濕度為43～47％。

10.根據權利要求6至9中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第一靜電紡絲、所述第二靜電紡絲和所述第三靜電紡絲中，溶劑均為N,N-二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶劑；

優選所述N,N-二甲基乙酰胺和所述丙酮的重量比為3:1～5:1。

11.根據權利要求6至10中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第二靜電紡絲中，紡絲液中還包括NH₃·H₂O；所述NH₃·H₂O在紡絲液中的質量分數為0.5～1wt％。

12.根據權利要求6至11中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述疏水聚合物溶液中疏水聚合物的質量分數為10～15wt％；優選所述超疏水聚合物溶液中超疏水聚合物的質量分數為8～14wt％；優選所述親水聚合物溶液中親水聚合物的質量分數為8～15wt％。