[发明专利]具有六方空隙的带电中空纤维膜

权利要求书

1.一种带电中空纤维膜，包含：

(i)内表面；

(ii)外表面；

(iii)位于内表面和外表面之间的多孔本体，其中多孔本体包含至少第一区域，其包括：a)具有受控孔径并且具有外边缘的第一组孔；b)与第一组孔的外边缘连接的第二组孔，其中第一组孔的孔径大于第二组孔的孔径；以及c)支撑第一组孔的第一聚合物基质；

其中，多孔本体还包含至少第二区域，其包括：d)具有受控孔径并且具有外边缘的第三组孔；e)与第三组孔的外边缘连接的第四组孔，其中第三组孔的孔径大于第四组孔的孔径，以及f)支撑第三组孔的第二聚合物基质；和

其中第二组孔位于第一组孔的连接的外边缘之中，且第四组孔位于第三组孔的连接的外边缘之中；

以及

(iv)位于内表面上、外表面上和/或多孔本体中的至少一个带正电荷区域或至少一个带负电荷区域；

其中所述第一和第二聚合物基质各自包含聚合物a和带负电荷聚合物b1或带正电荷聚合物b2的混合物；

其中聚合物a是独立地选自以下物质的聚合物：聚醚砜(PES)、聚醚醚砜、双酚A聚砜、聚苯基砜、聚偏卤乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、纤维素聚合物、含氟聚合物，以及聚醚醚酮(PEEK)；并且其中带负电荷聚合物b1选自马来酸/甲基乙烯基醚共聚物、聚苯乙烯磺酸、磺酸化聚砜、磺酸化聚醚砜、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸，以及聚乙烯基苯酚；并且带正电荷聚合物b2选自聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯基胺、胺封端的聚氧化乙烯或聚乙二醇、聚(2-乙烯基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)以及聚(1-乙烯基吡咯烷酮-共聚-2-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯)。

2.根据权利要求1的带电中空纤维膜，其包括介于负电荷区域和正电荷区域之间的中性区域。

3.根据权利要求1或2的带电中空纤维膜，其中，第一组孔的孔径在50nm至1000nm的范围内。

4.根据权利要求1或2的带电中空纤维膜，其中，第二组孔的孔径与第一组孔的孔径的比率在0.2至0.4倍范围内。

5.根据权利要求1或2的带电中空纤维膜，其中，第三组孔的孔径与第一组孔的孔径的差别为至少10％。

6.一种制备根据权利要求1的带电中空纤维膜的方法，该方法包括：

(a)形成至少一种涂覆组合物，包含溶剂、可溶二氧化硅纳米颗粒、成膜聚合物和带电聚合物；

(b)将至少一种涂覆组合物涂覆到长丝上；

(c)涂覆到长丝上的至少一种涂覆组合物或多种涂覆组合物进行相转化；

(d)使可溶二氧化硅纳米颗粒溶解并且从涂覆的长丝移除长丝，从而得到带电中空纤维膜；以及，任选地

(e)洗涤(d)中得到的带电中空纤维膜。

7.根据权利要求6的方法，其包括：

在(a)中形成第一涂覆组合物和第二涂覆组合物，各自包含溶剂、可溶二氧化硅纳米颗粒的组、成膜聚合物和带电聚合物，以及

在(b)中将第一和第二涂覆组合物涂覆到长丝上。

8.根据权利要求7的方法，其中，第一涂覆组合物中可溶二氧化硅纳米颗粒的粒径不同于第二涂覆组合物中可溶二氧化硅纳米颗粒的粒径。

9.根据权利要求7的方法，其中，第一涂覆组合物中成膜聚合物不同于第二涂覆组合物中的成膜聚合物。

10.根据权利要求7的方法，其中，第一涂覆组合物中的溶剂不同于第二涂覆组合物中的溶剂。

11.根据权利要求7的方法，其中，长丝是聚合物长丝。

12.根据权利要求11的方法，其中，聚合物长丝已用脱模剂预处理。

13.根据权利要求6或7的方法，其中，所述至少一种涂覆组合物通过浸涂进行涂覆。