[发明专利]一种中空纤维加湿膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种中空纤维加湿膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚合物、二维纳米片、亲水性添加剂、抗菌性材料和极性有机溶剂混合，得到纺丝液；所述二维纳米片含有亲水官能团；

采用干-湿相转化法将所述纺丝液自喷头挤出，同时将芯液通入所述喷头的插入管中，依次进行纺丝和牵伸，得到初生中空纤维膜；

将所述初生中空纤维膜进行凝胶固化后，得到中空纤维加湿膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物包括聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、磺化聚砜、磺化聚醚砜、磺化聚醚醚酮、磺酸树脂和聚偏氟乙烯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二维纳米片包括磺化氧化石墨烯纳米片、氨基硅烷改性氧化石墨烯纳米片、多巴胺-g-羧基氧化石墨烯纳米片、氟化铈纳米片和离子液体-氟化铈多孔纳米片中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性添加剂包括PEG、PVP、PVA、乙二醇和丙三醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物在纺丝液中的浓度为10～40wt％，所述二维纳米片的质量为所述聚合物与二维纳米片总质量的0.1～30％，所述亲水性添加剂的质量为所述纺丝液总质量的0.5～10％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌性材料包括银纳米粒子、有机硅季铵盐、聚多巴胺和聚维酮碘中的一种或几种；所述抗菌性材料的质量为所述纺丝液总质量的0.1～10％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯液为水或有机溶剂水溶液，所述有机溶剂水溶液中有机溶剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-N二甲基乙酰胺、四氢呋喃中的一种或几种，所述有机溶剂水溶液的质量浓度为0～80％且不为0。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述牵伸过程中，干纺距离为1～80cm，牵伸倍数为1～10倍。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的中空纤维加湿膜，其特征在于，所述中空纤维加湿膜包括聚合物基质膜和嵌入所述聚合物基质膜中的二维纳米片，所述中空纤维加湿膜呈现外表面多孔、断面海绵状连通结构以及内表面致密的非对称结构。

10.权利要求9所述中空纤维加湿膜在燃料电池增湿系统中的应用。