[发明专利]一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法及应用

权利要求书

1.一种具有纳米复合皮层的分离膜，其特征在于：包括无纺布层、多孔支撑层及脱盐层，其特征在于：所述多孔支撑层由两层构成，下层为含聚合物和/或纳米粒子的多孔本体层，上层为含聚合物和纳米粒子的多孔皮层；其中上层厚度为0.5～10μm，下层厚度为20～100μm。

2.一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

（1）单一聚合物溶液和/或聚合物混合溶液的配制：

将一种聚合物溶解于溶剂中，溶解充分后静置真空脱泡处理，获得单一聚合物溶液；将几种聚合物溶解于溶剂中，溶解充分后静置真空脱泡处理，获得聚合物混合溶液；

（2）聚合物-纳米粒子混合溶液的配制：

将纳米粒子分散于溶剂中，充分搅拌形成均一的纳米悬浮液，然后将聚合物溶解于悬浮液中，溶解充分后将溶液静置真空脱泡，获得聚合物-纳米粒子混合溶液；

（3）上层和下层同时涂布：

采用上层涂布模头，将聚合物溶液和聚合物-纳米粒子混合溶液同时涂布于聚合物基材上，将步骤（2）所得的聚合物-纳米粒子混合溶液涂布于上层，厚度为0.5～10μm，将步骤（1）所得的单一聚合物溶液或者聚合物混合溶液或者步骤（2）所得的聚合物-纳米粒子混合溶液涂布于下层，厚度为20～100μm；

（4）将涂布好的液膜置于凝固浴中凝固，并用去离子水进行清洗，即得到具有纳米复合皮层的超滤膜。

3.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）、（2）中的聚合物是指聚砜，聚醚砜，聚苯砜，聚偏氟乙烯，聚氯乙烯，纤维素及其衍生物，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸乙酯，聚酰亚胺，聚乙烯，聚丙烯中的任一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）、（2）中的溶剂为N,N-二甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲亚砜，氯仿，三氯甲烷，甲苯，苯，甲醇，乙醇，丙酮，水，铜胺溶液，以及5～11wt%的NaOH水溶液中的任一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的聚合物浓度为5wt%～25wt%，优选为10wt%～20wt%。

6.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的所述聚合物浓度为0.5～25wt%，优选为1～20wt%；所述纳米粒子的浓度为0.5～30wt%，优选为0.5～15wt%。

7.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中纳米粒子粒径为5～500nm，优选为10～200nm。

8.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的纳米粒子是指纳米氧化铝，纳米二氧化钛，纳米氧化铜，纳米氧化锌，纳米氧化铁，纳米二氧化硅，纳米蒙脱土，纳米高岭土，纳米石墨烯，纳米碳管和纳米氧化锆中的任一种或几种组合。

9.根据权利要求1所述的一种具有纳米复合皮层的分离膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的聚合物基材是指聚酯无纺布、聚丙烯无纺布、尼龙布和纤维素布等，优选聚酯无纺布。

10.一种具有纳米复合皮层的分离膜及其制备方法的应用，其特征在于：所述分离膜直接用作超滤膜，或者作为基础支持膜来进一步制备复合水处理膜的应用；所述分离膜的制备方法在用于制备性能优良的反渗透膜、纳滤膜及低截留分子量的复合超滤膜中的应用。