[发明专利]纳滤复合膜

说明书

本发明提供一种纳滤复合膜，其包含：一支撑层，该支撑层的材料包含聚对苯二甲酸乙二醇酯；一多孔聚合层，形成于该支撑层上，该多孔聚合层的材料包含聚砜及如下所示的双性高分子：其中，n1、n2、n3、x及y皆为大于0的整数且使得该双性高分子的分子量介于90,000与200,000之间，且该多孔聚合层中的聚砜与双性高分子的重量比值介于2与20之间；及一界面聚合层，形成于该多孔聚合层上，该界面聚合层的材料包含利用哌嗪与均苯三甲酰氯经聚合反应所得的聚酰胺。本发明的纳滤复合膜能提高二价离子的脱盐率、并能分离料液中特定分子量的物质。

技术领域

本发明涉及纳滤复合膜，特别是关于具有多层高分子结构的纳滤复合膜。

背景技术

膜分离技术具有可在常温下操作、能耗少及污染性低等优点，故其广泛应用于食品、医疗、民生用水水质软化、及工业废水处理等领域。然而，近年来业界对于纳滤复合膜性能的要求逐渐提高，其除了需具备精准的分子量切割，亦要求通量大及离子选择率高。然而，目前市面上的纳滤复合膜大多无法兼具上述优点，且市售的纳滤复合膜的通量大多数低于40公升/每平方公尺/每小时。

一般常见的纳滤复合膜依据过滤顺序由外向内依序包含界面聚合层、孔洞层及支撑层，纳滤复合膜利用表面的界面聚合层达到分离效果，而孔洞层与界面聚合层的交联度、孔洞层的分布密度及界面聚合层的厚度皆会影响纳滤复合膜的分离效果。膜科学杂志(Journal of Membrane Science)2008年第309号第209至221页的论文使用聚乙二醇当作降低涂膜料液相转换时的表面张力，使溶剂析出而形成孔洞；中国发明专利公开案第107754618号使用非离子型界面活性剂；膜科学杂志2009年第335号第133至139页的论文使用阳离子型界面活性剂，但上述纳滤复合膜的二价离子的脱盐率皆低于96％。

因此，为符合日益对纳滤复合膜的过滤功能的高要求，极需开发一种提高二价离子脱盐率，且同时具备高于大多数市售产品的通量并维持一定程度的一价离子脱盐率的纳滤复合膜，以提升纳滤复合膜的使用效率。

发明内容

有鉴于现今纳滤复合膜的二价离子脱盐率不高，本发明提供一种纳滤复合膜，其具有高的二价离子脱盐率。

为达成前述目的，本发明提供一种纳滤复合膜，其包含：一支撑层，该支撑层的材料包含一聚酯；一多孔聚合层，形成于该支撑层上，该多孔聚合层的材料包含一聚砜及如下所示的一双性高分子，

其中，n1、n2、n3、x及y皆为大于0的整数且使得该双性高分子的分子量介于90,000与200,000之间，且该多孔聚合层中的该聚砜与该双性高分子的重量比值大于或等于2且小于或等于20；及一界面聚合层，形成于该多孔聚合层上，该界面聚合层的材料包含聚酰胺。

本发明的纳滤复合膜由于多孔聚合层中的聚砜与双性高分子的重量比值介于2与20之间，所以纳滤复合膜具有高的二价离子脱盐率。

依据本发明，当多孔聚合层中的聚砜与双性高分子的重量比值介于2与10之间，可使得纳滤复合膜的二价离子的脱盐率高于99％，几乎使所分离料液中的二价离子完全去除，适合应用于硬水软化。

依据本发明，所使用的双性高分子为具有亲水性重复单元及亲油性重复单元的聚合物。本发明所使用的双性高分子中，亲水性重复单元及亲油性重复单元如下所示：

其中，n2及n3皆为大于0的整数。

依据本发明，双性高分子由于同时具备亲水性重复单元及亲油性重复单元，故可降低涂膜料液的表面张力，在相转换时产生微相分离，使微相区稳定，容易使溶剂置换而使得聚砜析出，形成高分子孔洞层，且孔洞分布均一。