[发明专利]低导热薄膜、其制法及具有该薄膜的薄膜蒸馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜蒸馏技术领域，尤其涉及一种低导热薄膜、其制法及具有该薄膜的薄膜蒸馏装置。

背景技术

薄膜蒸馏在水回收再利用方面目前尚需克服薄膜通量尚低的问题，而温度极化现象是造成通量衰减的重要因素。目前针对薄膜蒸馏系统中，由于热传损失所造成的温度极化现象，是以增加扫流(crossflow)速度与模块设计等方式进行极化改善，但同时会增加设备投资成本及能耗等问题。

因此，为改善温度极化对系统造成的影响，实有必要开发其他方式，以解决此种问题，提升薄膜蒸馏技术的竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低导热薄膜、其制法及具有该薄膜的薄膜蒸馏装置，将经改质的疏水性中孔洞粒子导入所配置的电纺溶液中，以静电纺丝技术制作薄膜蒸馏用的低导热型纳米纤维分离薄膜，可降低温度极化现象，提升薄膜的特性保温值。

本发明提供一种低导热薄膜制造方法，包括提供经改质且具有疏水性的多个中孔洞粒子；以及将该经改质的多个中孔洞粒子混合于具有聚合物的溶液中，以得到电纺溶液，并静电纺丝该电纺溶液以得到该低导热薄膜。

根据前述的制法，本发明还提供一种低导热薄膜，包括多个层聚合物纤维层，各该聚合物纤维层包括多个聚合物纤维；以及经改质的多个中孔洞粒子，位于各该聚合物纤维层层间、至少一聚合物纤维中、或该聚合物纤维层中的多个聚合物纤维之间，且该低导热薄膜中的经改质的中孔洞粒子含量为1至50wt％。

于另一具体实施例中，本发明提供一种薄膜蒸馏装置，包括容槽；以及本发明的低导热薄膜，设于该容槽中，以分隔出高温室和低温室，其中，该高温室供注入待处理水，该低温室接收自该低导热薄膜产出的渗透水。

由上可知，本发明通过将经改质的疏水性中孔洞粒子导入所配置的电纺溶液中，以静电纺丝技术制作薄膜蒸馏用的低导热型纳米纤维分离薄膜，可降低温度极化现象，提升薄膜的特性保温值。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为显示薄膜蒸馏装置的示意图；

图2为显示中孔洞粒子的SEM图；

图3为显示中孔洞粒子的TEM图；

图4为显示未添加经改质的中孔洞粒子的薄膜；

图5为显示添加1wt％经改质的多个中孔洞粒子的低导热薄膜；

图6为显示添加10wt％经改质的多个中孔洞粒子的低导热薄膜；

图7为显示添加50wt％经改质的多个中孔洞粒子的低导热薄膜；以及

图8为显示中孔洞粒子不同添加量的低导热薄膜通量图。

其中，附图标记

101  供水槽

101a 待处理水

102、105、107、110 管路

103、108 泵

104  容槽

104a 高温室

104b 低导热薄膜

104c 低温室

106、111 热交换器

109  储水槽

109a 渗透水

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本发明提供一种低导热薄膜制造方法，包括提供中孔洞粒子，经改质而使其具有疏水性；以及将该经改质的中孔洞粒子混合于具有聚合物的溶液中，以得到电纺溶液，并静电纺丝该电纺溶液以得到该低导热薄膜。

本发明中孔洞粒子的制造方法并无特别限制，其可使用传统的溶胶凝胶法(sol-gel)制备，例如，将前体分散于含表面活性剂的溶液中，以进行自组装反应；以及移除该表面活性剂。

于一具体实施例中，该中孔洞粒子以溶胶凝胶法(sol-gel)制备时，可利用表面活性剂所形成的胶束(micelle)与无机前体，例如经稀释的二氧化硅前体(dilute silica precursor)进行自组装(self assembly)反应，再将表面活性剂去除而成，所得到的该中孔洞粒子的孔径约2至5nm，粒径约0.3至4μm、孔隙率约45％至80％。此外，中孔洞粒子的孔径若过大，则粒子强度不足易碎裂。中孔洞粒子的粒径若过大，则纺丝时易阻塞针孔，而且易导致所制得的低导热薄膜孔洞太大，处理效能降低。