[发明专利]具有六方空隙的带电中空纤维膜

说明书

本发明公开了用于高通量应用的具有六方空隙的带电中空纤维膜。膜包括：(i)内表面；(ii)外表面；以及(iii)位于它们之间的多孔本体，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)支撑第一组孔的聚合物基质，以及(iv)位于内表面上、外表面上和/或多孔本体中空纤维膜中的至少一个带电区域。本发明还公开了用于制备此类中空纤维膜的方法，其涉及使用包括成膜聚合物、带电聚合物和可溶纳米颗粒的涂履组合物涂覆长丝，随后进行相转化，溶解纳米颗粒，以及移除长丝。

发明背景

带电中空纤维膜用于过滤多种流体。然而，存在着对于提供高通量性能的带电中空纤维膜的需求。

本发明用于改善现有技术的至少一些缺陷。从下面列出的说明书来看，本发明的这些和其它优势将会是显而易见的。

发明简介

本发明的一个实施方式提供了带电中空纤维膜，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，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)支撑第一组孔的聚合物基质；以及(iv)位于内表面上、外表面上和/或多孔本体中空纤维膜中的至少一个带电区域。

在一个实施方式中，本发明提供了中空纤维膜，包含：(i)内表面；(ii)外表面；以及(iii)位于内表面和外表面之间的多孔本体，其中多孔本体包含第一区域和第二区域，其中第一区域包括：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，第二区域包括：a)具有受控孔径并且具有外边缘的第三组孔；b)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c)支撑第三组孔的聚合物基质；以及位于内表面上、外表面上、第一区域中和/或第二区域中的至少一个带电区域。

根据本发明的其它实施方式，本发明提供了包含带电中空纤维膜的过滤器和过滤装置，以及制备和使用带电中空纤维膜的方法。

附图说明

图1阐明了在根据本发明的实施方式的中空纤维膜的至少一些部位中存在的孔和空隙，显示出具有连接的外边缘的第一组孔(一个孔用短划线标注)，以及位于第一组孔的连接的外边缘之中的第二组孔(一个孔用实线标注)。

图2阐释了根据本发明一个实施方式的膜中的第一组孔(通过溶解颗粒形成)的六方堆，其中六方堆是74体积百分数。图2还阐释了支撑第一组孔的基质(“聚合物形成的间质”)，以及与第一组孔外边缘连接的第二组孔。

图3A描述了实施例2中阐释的根据本发明一个实施方式的带电PES中空纤维膜的SEM图像。图3B是示出两个带电区域的图3A中描述的中空纤维膜的更高倍放大SEM图像。

图4A描述了实施例3中阐释的根据本发明一个实施方式的带电PES中空纤维膜的SEM图像。图4B是示出两个带电区域的中空纤维膜的更高倍放大SEM图像。

发明详述

本发明的一个实施方式提供了中空纤维膜，包含：(i)内表面；(ii)外表面；以及(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，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)支撑第一组孔的聚合物基质；以及(iv)位于内表面上、外表面上和/或多孔本体中空纤维膜中的至少一个带电区域。