[发明专利]具有六方空隙的中空纤维膜

权利要求书

1.一种制备中空纤维膜的方法，该方法包括：

(a)形成至少一种涂覆组合物，其包含(i)溶剂，(ii)粒径为160nm至630nm的可溶二氧化硅纳米颗粒，(iii)成膜聚合物，其选自聚醚砜(PES)、聚醚醚砜、双酚A聚砜、聚苯基砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏卤乙烯，(iv)聚乙烯吡咯烷酮，和(v)选自聚乙二醇、聚丙二醇、甲醇、乙醇、异丙醇、戊醇、己醇、庚醇和辛醇以及其任何组合的非溶剂；

(b)将至少一种涂覆组合物涂覆到长丝上；

(c)使涂覆到长丝上的一种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，从而得到中空纤维膜；以及，任选地

(e)洗涤(d)中得到的中空纤维膜；

其中所述可溶二氧化硅纳米颗粒具有1.93至1.96g/cm³的颗粒密度并且所述二氧化硅纳米颗粒通过包括下列步骤的方法制备：(1)在Ia族或IIa族金属盐的存在下，或者在类金属化合物的存在下，可选地与氢氧化铵组合，使四烷基正硅酸酯与醇或醇的混合物在水性介质中反应；(2)分离所得纳米颗粒；以及(3)使用酸处理来自(2)的纳米颗粒，

其中中空纤维膜具有六方空隙和66％-73％的空隙体积分数。

2.根据权利要求1的方法，其包括：

形成第一涂覆组合物和第二涂覆组合物，各自包含(a)中的溶剂、粒径为160nm至630nm的可溶二氧化硅纳米颗粒的组和成膜聚合物，以及

将第一和第二涂覆组合物涂覆到(b)中的长丝上。

3.根据权利要求2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。

4.根据权利要求2或3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成膜聚合物。

5.根据权利要求4的方法，其中，第一涂覆组合物中溶剂不同于第二涂覆组合物中溶剂。

6.根据权利要求1至3任一项的方法，其中，长丝是聚合物长丝。

7.根据权利要求6的方法，其中，聚合物长丝已使用脱模剂进行预处理。

8.根据权利要求1至3任一项的方法，其中，至少一种涂覆组合物通过浸涂进行涂覆。

9.根据权利要求1至3任一项的方法，其中，通过加热涂覆的长丝进行相转化。

10.根据权利要求1至3任一项的方法，其中，通过将(c)之后的长丝与酸和碱接触而使可溶二氧化硅纳米颗粒溶解。

11.根据权利要求1至3任一项的方法，其中，通过将长丝溶解于溶剂而移除长丝。

12.一种中空纤维膜，所述膜通过权利要求1至3任一项的方法制备，所述膜包含：

(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，其中所述多孔本体包含至少第一区域，包括：a)具有第一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。

13.根据权利要求12的中空纤维膜，其中，第一组孔的孔径在160nm至600nm的范围内。

14.根据权利要求12的中空纤维膜，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。