[发明专利]一种分离膜及其制备方法有效
申请号: | 200910068640.5 | 申请日: | 2009-04-28 |
公开(公告)号: | CN101874988A | 公开(公告)日: | 2010-11-03 |
发明(设计)人: | 吕晓龙 | 申请(专利权)人: | 吕晓龙 |
主分类号: | B01D69/12 | 分类号: | B01D69/12;B01D71/70;B01D67/00 |
代理公司: | 天津三元专利商标代理有限责任公司 12203 | 代理人: | 郑永康 |
地址: | 300252 天津市河*** | 国省代码: | 天津;12 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 分离 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种表面有纳米突起结构的分离膜及其制备方法。
背景技术
分离膜材料表面结构对分离膜的性能有重要影响,对于超滤膜等筛孔机理的分离膜和透析分离膜,在其分离过程中,有液相物质穿过膜孔,从而实现传质分离。为了减少膜表面的堆积污染,通常希望与液体接触的分离膜表面尽量光滑。但对于膜蒸馏、膜吸收等使用疏水性分离膜的膜分离过程而言,在其分离过程中,无液相物质穿过膜孔,只有气态物质穿过膜孔,从而实现传质分离。当欲分离液体与疏水性分离膜接触时,在疏水膜表面会形成一层水膜,对气体传质过程产生水膜阻力。该水膜阻力的大小与分离膜的表面接触角直接有关,接触角越小,水膜阻力越低。因此降低疏水膜的表面接触角,可以有效减少分离传质阻力,提高分离效率。
疏水膜的表面疏水化改性是疏水膜制备技术中的重要研究方向之一,当疏水膜的表面疏水性足够高时,可以通过增大膜的孔径和孔隙率来提高疏水膜的膜蒸馏通量,并提高疏水膜的抗亲水渗透性。提高疏水膜的表面疏水性可以使疏水膜在膜蒸馏、膜吸收等领域有更广泛的应用前景。
对于疏水性分离膜,为了进一步提高分离膜的疏水性,也采用共混、表面涂覆硅橡胶等疏水性物质等方法,或进行表面接枝、等离子处理等各种表面化学处理的方法来提高材料的表面疏水性,一方面成本高,不易加工实现,同时,在使用中易发生疏水性丧失等问题。
超疏水性固体表面一般来说可以通过两种方法制备:一种是在疏水材料表面构建粗糙结构;另一种是在粗糙表面上修饰低表面能的物质。近年来,人们采用许多新的制备技术,以求获得超疏水表面。例如:采用将含氟单体进行共聚、接枝、自聚、表面气相沉积等技术来制取一系列低表面能材料;采用溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、等离子技术、激光技术、模板技术、刻蚀技术、机械拉伸、自组装技术等构造粗糙表面进行超疏水改性。但是,许多方法涉及到特定的设备、苛刻的条件和较长的周期,难以用于大面积超疏水表面的制备。
发明内容
本发明的目的为提供一种表面有纳米状突起物的分离膜,以及制造该膜产品的方法。
本发明的分离膜包括基膜和复合层,先形成基膜,然后将复合层聚合物溶液涂覆到基膜上形成复合层,表面接触角为140-180度;
基膜材料为常用来制备分离膜的聚合物,如:聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜等通常的成膜聚合物或其共聚物,以及与其它聚合物的共混物。
复合层材料为聚偏氟乙烯树脂、硅胶、氟橡胶等疏水性物质。
本发明涉及一种分离膜及其制备方法。本发明设计了一种新的多孔膜表面结构,采用溶液相转移法制备有表面纳米突起结构的分离膜。制备方法为,先形成基膜;然而用常规的溶解方法,将复合层聚合物、相分离稳定剂在强极性溶剂中混合均匀,得到涂覆液,将其涂覆在基膜表面,通过相转移成形,然后用水或有机溶剂洗净,从而获得高疏水性表面的多孔分离膜;涂覆液包括溶剂、相分离稳定剂与聚合物,加入相分离稳定剂使涂覆液接近浊点。用本发明的多孔膜制法,得到的聚合物分离膜的表面接触角为140-180度。
根据表面张力的Wenzel方程,增大物质表面的粗糙度,增加了实际的气液接触面积以及强化了界面能效应,导致了亲水膜在增加表面粗糙度后将更亲水,疏水膜则更疏水。
附图说明
图1是比较例1基膜的表面接触角的示意图;
图2是实施例1表面处理后膜的表面接触角示意图;
图3是比较例1基膜的表面结构电镜照片;
图4是实施例1表面处理后膜的表面结构电镜照片。
具体实施方式
本发明设计了一种新的多孔膜表面结构,采用溶液相转移法制备有表面纳米突起结构的分离膜。处理后的分离膜表面粗糙,有纳米级凸起物,利用Wenzel原理,使疏水性表面更疏水,同时,纳米级凸起物的化学组成可不同于基膜。
本发明的膜形状适用范围:中空纤维膜、平板膜、管式膜。
基膜的成膜聚合物可以是聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜等通常的成膜聚合物或其共聚物,以及与其它聚合物的共混物。优选为聚偏氟乙烯。
聚偏氟乙烯为聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯共聚物中的一种,或其中一种与下述聚合物中一种的混合物:聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩醛等,聚偏氟乙烯共聚物为偏氟乙烯重复单元不少于60%的共聚物。
纳米凹凸复合层材料可以为:聚偏氟乙烯树脂、硅胶、氟橡胶等疏水性大分子物质。涂覆液中疏水性聚合物含量为1~6wt%,含量过低,导致表面复合层不连续,含量过高,会在表面形成大的团块结构,不能形成很好的纳米级凸起物结构。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于吕晓龙,未经吕晓龙许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/200910068640.5/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:直列桨式流体混合器
- 下一篇:一种袋式除尘器用框架的制造方法