[发明专利]一种高通量聚酰胺薄层复合分离膜

权利要求书

1.一种薄层复合分离膜，其特征在于：

(a)该薄层复合分离膜包括超滤基膜和致密功能层，所述的致密功能层位于超滤基膜的上表面；

(b)所述的超滤基膜主要成分为聚砜族嵌段共聚物，聚砜族嵌段共聚物由嵌段A和嵌段B通过主链的化学键相连而形成，其中嵌段A为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙二醇、聚丙二醇单甲醚、超支化聚甘油醚、环糊精、聚丙烯酸、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、葡聚糖、壳聚糖等高分子材料中的一种或多种，嵌段B为聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜、聚苯砜的一种或多种；

(c)所述的致密功能层主要成分为聚酰胺，聚酰胺包括由多元胺类与芳香族多元酰氯聚合而成的聚酰胺；

(d)所述的薄层复合分离膜可以为平板式或中空纤维式；

(e)所述的薄层复合分离膜可以被应用于反渗透、纳滤以及正渗透方向。

2.根据权利要求1所述的超滤基膜，其特征在于，通过聚砜族嵌段共聚物发生非溶剂诱导相转化制备，其步骤包括：

(a)配置铸膜液并经过滤后静止脱泡处理，将铸膜液均匀涂覆在多孔材料基板上，其中多孔材料包括高分子多孔材料、金属多孔材料、无机非金属多孔材料中的一种；

(b)将表面涂有铸膜液的多孔材料基板浸没于凝固浴中，铸膜液中溶质发生相转化，在无纺布的表面固化成膜嵌入无纺布中，其中凝固浴的组成为非铸膜液溶剂，包括水、无水乙醇中的一种；

(c)等待1分钟以上的时间，相转化而成的膜片与无纺布一同形成超滤基膜，将其转移至清水中，制得待下一步操作的超滤基膜。

3.根据权利要求2所述的铸膜液，其特征在于：铸膜液是由10-50wt％聚砜族嵌段共聚物、0-30wt％致孔剂、0-50wt％易挥发性溶剂、10-90wt％难挥发性溶剂组成。

(a)所述的致孔剂选自但不仅限于聚合物致孔剂和小分子致孔剂：聚合物致孔剂包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、超支化聚甘油醚、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、环糊精、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、葡聚糖、壳聚糖、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物(泊洛沙姆)等中的一种或多种，小分子致孔剂包括但不限于甘油、吐温、司盘、多巴胺、单宁酸、十二烷基硫酸钠、樟脑磺酸、二乙二醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化锌、碳酸钙、硝酸锂、高氯酸锂的一种或多种；

(b)所述的易挥发性溶剂选自但不仅限于丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、二氧六环、乙酸甲酯、乙酸乙酯等中的一种或多种；

(c)所述的难挥发性溶剂选自但不仅限于N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二甲基亚砜、四甲基亚砜的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的致密功能层，其特征在于：通过水相溶液与有机相溶液发生界面聚合制备，其步骤包括：

(a)根据权利要求2所制备的超滤基膜，将其浸入于水相溶液中1-3分钟，之后取出并去除表面多余的水相溶液；

(b)将所述的步骤(a)处理后的超滤基膜浸入于有机相溶液中1-2分钟，然后取出并去除表面的有机相溶液；

(c)将所述的步骤(b)处理后的膜片表面晾干后放入烘箱中进行热交联；

(d)将所述的步骤(c)处理后的膜片置于保孔溶液中浸泡，其中，保孔溶液由保孔剂和去离子水组成，所述的保孔剂由甘油、十二烷基磺酸钠、十一烷基苯磺酸钠、亚硫酸氢钠、异噻唑啉酮中的一种或多种组成，之后取出膜片经去离子水冲洗后，置于去离子水中4℃保存，即得到所述的薄层复合分离膜。

5.根据权利要求4所述的水相溶液，其特征在于：由多元胺类与水组成，其中，多元胺类选自但不限于哌嗪、乙二胺、丙二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯亚胺的一种或多种，其浓度为0.10wt％-5.00wt％，水为电导率低于3.0μS/cm的去离子水。

6.根据权利要求4所述的有机相溶液，其特征在于：由芳香族多元酰氯与有机溶剂组成，其中，芳香族多元酰氯选自但不限于苯二酰氯、苯三酰氯、苯四酰氯、磺酰氯的一种或多种，其浓度为0.05wt％-0.30wt％，有机溶剂为正己烷或异构烷烃中的至少一种。

7.一种高通量薄层复合分离膜，广泛应用但不限于海水淡化、气体分离、污水处理、石油化工、电子、生物、医疗、食品等领域的分离浓缩纯化过程。