[发明专利]复合分离膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合分离膜及其制备方法。

背景技术

分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质，它能使流体内的一种或几种物质透过，而其他物质不透过，从而起到浓缩和分离纯化的作用。现有单层分离膜的分离性能较差，难以满足要求较高的分离条件。因此，复合分离膜及其制备方法成为分离膜领域一个新的研究热点。复合分离膜一般由一层支撑层和一层分离层组成，即为单层的复合分离膜。单层复合分离膜虽然分离性能比普通分离膜有所提高，但是仍不能满足一些高要求的分离领域。

发明内容

因此，有必要提供一种透过率较高且分离性能较好的复合分离膜及其制备方法。

一种复合分离膜，其包括至少两层分离膜单元，每层分离膜单元包括一底膜及一聚二甲基硅氧烷膜，所述聚二甲基硅氧烷膜与所述底膜层叠设置。

一种复合分离膜的制备方法，其包括以下步骤：S1：提供一多孔支撑体；S2:将一底膜材料加入至一第一有机溶剂中，在所述多孔支撑体上制备一底膜；S3：将聚二甲基硅氧烷（PDMS）加入至一第二有机溶剂中，配置成一溶液，向该溶液中加入交联剂和催化剂，得到PDMS铸膜液；S4：调节PDMS铸膜液的粘度至50-500mPa.s，将PDMS铸膜液倒在底膜上，在底膜上得到一PDMS膜，从而形成一层分离膜单元，该分离膜单元由一层底膜和一层PDMS膜组成；S5：对所述分离膜单元中的 PDMS膜表面进行等离子体改性；S6：至少一次重复步骤S2至S5，在等离子体改性后的PDMS膜表面形成至少一分离膜单元。

相较于现有技术，本发明所提供的复合分离膜包括至少两层分离膜单元，因此可以通过对被分离组分的多次吸附、解吸，在保证一定通量的条件下，进一步提高分离因子，实现分离性能的强化。本发明所提供的复合分离膜的制备方法，通过等离子体改性PDMS膜，可以在改性后的PDMS膜表面直接形成分离膜单元，且分离膜单元之间的结合力较强。所述复合分离膜的制备方法操作简单，成本较低，且无工业污染。

附图说明

无。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的复合分离膜及其制备方法作详细说明。

一种多层复合分离膜的制备方法，其包括以下步骤：

S1：提供一多孔支撑体；

S2:将一底膜材料加入至一第一有机溶剂中，在所述多孔支撑体上制备一底膜；

S3：将聚二甲基硅氧烷加入至一第二有机溶剂中，配置成一溶液，向该溶液中加入交联剂和催化剂，制备聚二甲基硅氧烷铸膜液；

S4：调节聚二甲基硅氧烷铸膜液的粘度至50-500mPa.s，并使用该聚二甲基硅氧烷铸膜液在底膜表面形成一聚二甲基硅氧烷膜，从而形成一层分离膜单元，该分离膜单元由一层底膜和一层聚二甲基硅氧烷膜组成；

S5：对所述分离膜单元中的聚二甲基硅氧烷膜表面进行等离子体改性；以及

S6：至少一次重复步骤S2至S5，以制备好的分离膜单元作为支撑体，在等离子体改性后的聚二甲基硅氧烷膜表面制备至少另一个分离膜单元。

在步骤S1中，所述支撑体用于支撑PVDF膜。支撑体的材料不限，支撑体的材料可以为陶瓷、塑料或布等材料。优选地，所述支撑体为多孔结构。支撑体上孔径的尺寸为1微米至100微米。本实施例中，所述支撑体为为聚酯无纺布。

步骤S2的具体过程包括：S21：将底膜材料和第一溶剂以1: 5- 1: 10的质量比配成溶液；S22：对所述溶液静置一段时间，使所述溶液充分脱泡；S23：将脱泡后的溶液倒在支撑体上，在支撑体表面形成一薄层结构；以及，S24：然后将承载有薄层结构的支撑体浸入水中，分相转化形成水润湿的底膜。

在步骤S21中，所述第一溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、丁酮、碳酸二甲酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种。所述底膜材料为聚砜，聚醚砜，聚丙烯腈，或者聚偏氟乙烯（PVDF）。本实施例中，所述底膜材料为PVDF。

在步骤S22中，在溶液脱泡的过程中，可以对溶液加热处理，以使溶液脱泡更快且更完全。加热的温度一般为80摄氏度以下。对溶液进行脱泡处理，该溶液形成的薄膜不会出现气泡，使薄膜更加均匀。

在步骤S23中，在将脱泡后的溶液倒在支撑体上之后，可以对支撑体表面的溶液进行刮膜处理，从而形成一薄层结构。