[发明专利]一种致密分离膜

权利要求书

1.一种致密分离膜，其特征在于，

(a)具有支撑层和形成于其上的致密功能层的多层结构，且致密功能层和支撑层的界面为连续结构；

(b)所述的致密功能层和支撑层都是多孔结构，其中致密功能层的有效孔径在1-10纳米之间；

(c)所述的致密功能层主要成分为聚砜族高分子与聚砜族嵌段共聚物的共混材料。其中聚砜族高分子是聚砜、聚醚砜、聚苯砜和磺化聚砜中的一种。聚砜族嵌段共聚物由亲水嵌段A和聚砜族高分子嵌段B通过化学键合形成的嵌段共聚物，其中亲水性嵌段A为聚乙二醇、超支化聚甘油醚、聚丙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、环糊精、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、葡聚糖、壳聚糖、聚丙烯酸等高分子材料中的一种或多种，聚砜族高分子嵌段B是聚砜、聚醚砜、聚苯砜和磺化聚砜中的一种或多种；

(d)所述的支撑层可以是但不局限于高分子多孔材料，陶瓷多孔材料，金属多孔材料；

(e)所述的分离膜可为平板或中空纤维形式；

(f)所述的致密分离膜的截留分子量(MWCO)在100Da-200kDa；

(g)所述的分离膜可用于过滤气体或液体。

2.根据权利要求1所述的致密分离膜，其特征在于：致密功能层是由铸膜液通过相转化法制备而成。

(a)所述的铸膜液是由10-50wt％聚砜族高分子与聚砜族嵌段共聚物共混材料(其中聚砜族高分子与聚砜族嵌段共聚物含量重量比在0.1-1.0之间)、0-30wt％致孔剂、0-50wt％易挥发性溶剂、5-85wt％难挥发性溶剂组成；

(b)所述(a)中致孔剂选自但不仅限于聚合物致孔剂和小分子致孔剂：聚合物致孔剂包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、环糊精、超支化聚甘油醚、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、葡聚糖、壳聚糖、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(泊洛沙姆)等中的一种或多种，小分子致孔剂包括但不限于甘油、吐温、司盘、十二烷基硫酸钠、樟脑磺酸、多巴胺、单宁酸、二乙二醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化锌、碳酸钙、硝酸锂、高氯酸锂的一种或多种；

(c)所述(a)中易挥发性溶剂选自但不仅限于乙酸乙酯、丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、二氧六环、乙酸甲酯等中的一种或多种；

(d)所述(a)中难挥发性溶剂选自但不仅限于N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、四甲基亚砜的一种或多种。

3.根据权利要求1和2所述的平板式致密分离膜，其特征在于，通过相转化过程制备，其步骤包括：

(a)根据权利要求2所述配置铸膜液并经过滤后进行脱泡处理，然后将脱泡后的铸膜液均匀涂布在多孔基底上，其中多孔基底为高分子多孔材料，陶瓷多孔材料，金属多孔材料等中的一种；

(b)将含浸在多孔基底的铸膜液浸没于凝固浴中进行固化成膜，其中凝固浴组成为水或水与有机溶剂的混合溶剂，其中有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜中的一种或多种；

(c)经过清水浸泡与甘油浸泡，最后烘干制得所述的平板式致密分离膜。

4.根据权利要求1与2所述的中空纤维式致密分离膜，其特征在于，通过相转化过程制备，其步骤包括：

(a)根据权利要求2所述配置铸膜液，并经过滤后进行脱泡处理，然后将脱泡后的铸膜液经氮气加压，通过纺丝计量泵控制流速供入喷丝板，同时将芯液供入喷丝板；

(b)将上述步骤产生的初生态纺丝液经过5-50厘米的空气浴干程，浸入凝胶浴中固化成膜丝，收卷后，经过清水浸泡与甘油浸泡，最后晾干制得所述的中空纤维式致密分离膜。

(c)其中芯液组成为水或水与有机溶剂的混合溶剂，其中有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜中的一种或多种。

(d)其中凝固浴组成为水或水与有机溶剂的混合溶剂，其中有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜中的一种或多种。

5.根据权利要求1，2，3，4所述的致密分离膜，广泛应用但不局限于电子、生物、医疗、化工、石油、食品、水处理、海水淡化和气体分离等领域的分离浓缩纯化过程。