[发明专利]一种具有双向透过性的膜元件及其应用

权利要求书

1.一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于膜元件的分离层具有不同选择性渗透作用的孔通道，单一膜元件通过不同选择性渗透作用孔通道即可实现膜两侧流体的双向选择性渗透作用。

2.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于其中所述膜元件具有支撑层、中间层和膜层中的一层或多层结构，其中具有主要分离作用的膜层可以位于膜元件的表面、构成中间层或独立构成膜元件的主体。

3.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于在其中所述的膜元件制备过程中，使用下述（1）、（2）、（3）或（4）中的一种或多种方法，以控制膜层中泡压值比膜层平均孔径对应泡压值低0.01Mpa以上的膜孔数量所占比例大于0.01％；其中所述（1）为限制膜层构成粒子的粒径分布，以个数计粒径最小1％或最大端1％的粒子与构成粒子总平均粒径，二者平均差值范围为10～10000倍；其中所述（2）为限制膜层构成粒子的局部堆积密度，通过形成动态膜、施加不均匀压力、溶蚀、烧蚀的方法实现；其中所述（3）为利用PVA、聚乙烯醇、硅胶、氟橡胶类亲水性材料或聚四氟乙烯、偏氟乙烯、石蜡类疏水性材料，对孔通道材料表面进行改性、掺杂；其中所述（4）为通过调整膜层厚度为0.01um～100mm、膜层孔隙率为1％～80％，控制流体在不同渗透孔通道中的渗透阻力。

4.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于其中所述的具有不同选择性渗透作用的孔通道，其分布形式是均匀分布的，或局部集中分布的，或无规则分布的。

5.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于其中所述的膜元件可以采用挤压、浇铸、涂覆、烧结的方法成型，其膜层可以通过沉积、浸渍热解、乳液聚合、热压、烧结、粒子堆积、溶胶-凝胶、相分离、合成、涂覆、浇铸的方法制备。

6.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于其中所述的膜元件可以具有一层或多层结构，相同层的构成材料可以是相同的，也可以是不同的；不同层的构成材料可以是相同的，也可以是不同的。

7.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于其中所述的膜元件的构成材料为不锈钢、铜及铜合金、钛及钛合金、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅以及堇青石、莫来石、石墨、碳纤维、聚四氟乙烯、聚砜、聚酰亚胺、PVA、全氟树脂、环氧树脂、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂中的任意一种或几种的复合物；当采用烧结方法制备膜元件时，使用氧化镁、氧化钾、氧化钠、氧化锂、膨润土、高岭土中的一种或几种作为助剂。

8.根据权利要求1所述的一种具有双向透过性的膜元件，其特征在于其中所述的膜元件形式为平板式、管式、螺旋卷式、中空纤维式，或为环形、曲面形、多面体形、不规则形的膜元件形式，或为球形、纤维形、不规则形的游离膜形式。

9.一种具有双向透过性的膜元件的应用，其特征在于用于非均相物系选择性双向渗透的分离过程。