CN103342828B - 一种一步法制备的高效透湿膜及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一步法制备的高效透湿膜及其应用，属于空气除湿与空调全热回收领域。本发明的高效透湿膜，其特征在于具有两层结构，一侧表层为超薄致密皮层，亲水性好，皮层厚度为5-10μm；另一侧为多孔支撑层，孔径大，多孔支撑层厚度为50-70μm；该高效透湿膜能实现有选择性的高效透过水蒸气。该高效透湿膜可通过湿法溶液沉积法或干法溶液沉积法制备；在制备过程中添加亲水性聚合物、吸湿性盐和致孔剂等，通过一步法制备高效透湿膜。制得的高效透湿膜在空气除湿与热湿回收，空气全热回收，水处理技术，新风全热回收技术，化工冶金，环境保护或生化工程领域中应用。本发明制备方法环保、简化了制备工艺、大大节约了生产成本。

Description

一种一步法制备的高效透湿膜及其应用
技术领域
本发明属于空气除湿与空调全热回收领域，具体涉及一种一步法制备的高效透湿膜及其应用。
背景技术
近年来，随着流行性疾病对人们生命的威胁逐渐凸显，室内空气的质量逐渐受到人们的关注。新风流通是一种有效而且经济的改善室内空气质量的方法。空气的质量可以有多种评价指标，最常见的是温度和湿度。因此，使室内空气的温度和湿度维持在一定范围是空气质量得以保证的前提。调节空气温湿度最常用的设备是空调。
目前，在我国的建筑能耗中，空调系统的能耗约占50-60%，已经成为当前电力紧张的主要原因之一。全国空调负荷达到45000000kW，相当于2.5个三峡电站满负荷出力。到2020年建筑能耗将超过2000年的3倍，空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷出力。全国电力总投资共约需1.4万亿元，数字相当庞大。而在空调负荷中，新风处理所消耗的能量占到30-40%，所以使用新风全热回收对建筑节能的意义是非常重大的。
空气的热湿回收实际上是在室外新风风道与室内排风风道间加装一个全热交换器来实现新风的全热回收。冬天室外新风较为干冷，而室内排风较为暖湿，新风与排风在经过全热交换器时进行热量与水分交换，使进入室内的新风能达到接近于室内空气的状态，节约对新风处理时加热加湿的能耗，同样节约新风负荷；而夏天室外的新风往往较为湿热，室内排风较为干冷，二者在经过全热交换器后使得新风能够达到接近于室内空气的状态，从而节约新风除湿制冷的负荷。
目前，传统的空气热湿回收方法包括金属壁换热器、热管、热回收转轮等。其中金属壁换热器和热管只能回收显热，不能回收潜热，能量回收能力有限。1997年1月15日公告的CN2245205Y的中国实用新型专利说明书提出采用热交换薄膜换热器进行空气的除湿与热湿回收，热交换薄膜的材料可采用金属或非金属材料（如塑料薄膜），但这种换热器只能回收显热部分，不能进行全热回收。目前国际上普遍采用全热转轮进行全热回收，也有人尝试采用以纸为交换媒介的换热器，这样可以同时回收显热和一部分潜热，但转轮造价高且含有运动部件，可靠性差，新风和排风容易掺杂而产生交叉污染。而采用纸为媒介的全热回收器不仅回收效率低，而且容易发生新风和排风之间的混合和泄漏，更为致命的是在冬天运行时，凝结水对纸具有破坏性，这些缺点都限制了它们的发展。膜式全热回收由于无腐蚀，无需切换阀门，无运动部件，系统可靠性高，易维护，能耗小等优点，逐渐成为研究热点。与传统的金属换热器和传统全热转轮相比，膜式全热回收具有的最大优点是：不仅能回收显热，也能回收大部分潜热，同时能够防止降低室内空气质量的VOC气体的渗透，从而有效保证室内空气质量。但由于溶质在固体中的扩散系数（<10-8cm2/s）很小，现有膜的最大缺点是难以协调高渗透性与高选择性这对矛盾，而且制备成本高，材料对环境不友好等。因此，开发适用于实现全热回收的高效透湿膜具有重大意义。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明的首要目的在于提供一种高效透湿膜。
本发明的另一目的在于提供上述高效透湿膜的一步法制备。本发明中直接通过湿法溶液沉积法或干法溶液沉积法处理就可以获得透湿膜。
本发明的再一目的在于提供上述高效透湿膜的应用。制备获得的高效透湿膜用于实现空气除湿与热湿回收。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高效透湿膜，如图1所示，具有两层结构，一侧表层为超薄致密皮层1，亲水性好，皮层厚度为5-10μm；另一侧为多孔支撑层2，孔径大，多孔支撑层厚度为50-70μm；该高效透湿膜能实现有选择性的高效透过水蒸气。
所述的高效透湿膜的一步法制备，为湿法溶液沉积法或干法溶液沉积法制备上述高效透湿膜。
所述的湿法溶液沉积法制备上述高效透湿膜，其步骤如下：
（1）在烧杯中加入7-15wt.%的亲水性聚合物，2-5wt.%的吸湿性盐，1-2wt.%的致孔剂溶于相应溶液中；控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用；
（2）在干净的玻璃板上平铺无纺布或者直接在干净的玻璃板上，均匀涂覆步骤（1）中获得的铸膜液，用刮膜器控制膜厚为100μm；在空气中静置2分钟，然后将膜放入自来水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量的水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂；去溶剂后的膜在真空干燥箱中进行干燥，60℃干燥2h后即得高效透湿膜。
步骤（1）所述的亲水性聚合物为醋酸纤维素、壳聚糖、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯或改性聚偏氟乙烯中的一种；
步骤（1）所述吸湿性盐为氯化锂、氯化钙、氯化锌、氯化镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾中的一种；所述的吸湿性盐可以有效的增加皮层的亲水性，使一侧湿空气中的水蒸气更容易吸附到皮层；
步骤（1）所述的致孔剂为聚乙二醇，优选为聚乙二醇-2000；添加的致孔剂使多孔支撑层的孔径和孔容增加，使皮层上的水蒸气更容易扩散到空气另一侧，从而加大了水蒸气的渗透速率和总传质系数，提高膜的透湿效率；
步骤（1）所述的溶液为乙酸溶液、盐酸溶液或N,N-二甲基甲酰胺溶液中的一种；其中乙酸溶液的浓度为55wt.%-80wt.%，盐酸溶液的pH为5～6，N,N-二甲基甲酰胺溶液的浓度为80wt.%-98wt.%。
步骤（1）所述的搅拌优选为用恒温磁力搅拌器进行搅拌；
所述的干法溶液沉积法制备上述高效透湿膜，其步骤如下：
①在烧杯中加入7-15wt.%的亲水性聚合物，2-5wt.%的吸湿性盐，1-2wt.%的致孔剂溶于相应溶液中；控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用；
②在干净的玻璃板上平铺无纺布或者直接在干净的玻璃板上，均匀涂覆步骤①制备的铸膜液，用刮膜器控制膜的厚度为300μm；然后将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，蒸发后的膜再置于常温下干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
步骤①所述的亲水性聚合物为醋酸纤维素、壳聚糖、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯或改性聚偏氟乙烯中的一种；
步骤①所述的吸湿性盐为氯化锂、氯化钙、氯化锌、氯化镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾中的一种；所述的吸湿性盐可以有效的增加皮层的亲水性，使一侧湿空气中的水蒸气更容易吸附到皮层；
步骤①所述的致孔剂为聚乙二醇，优选为聚乙二醇-2000；添加的致孔剂使多孔支撑层的孔径和孔容增加，使皮层上的水蒸气更容易扩散到空气另一侧，从而加大了水蒸气的渗透速率和总传质系数，提高膜的透湿效率；
步骤①所述的溶液为乙酸溶液、盐酸溶液或N,N-二甲基甲酰胺溶液中的一种；其中乙酸溶液的浓度为55wt.%-80wt.%，盐酸溶液的pH为5～6，N,N-二甲基甲酰胺溶液的浓度为80wt.%-98wt.%。
步骤①所述的搅拌优选为用恒温磁力搅拌器进行搅拌。
所述的高效透湿膜在空气除湿与热湿回收，空气全热回收，水处理技术，新风全热回收技术，空调节能技术，化工冶金，环境保护或生化工程领域中应用。
湿法处理中，铸膜液平铺在无纺布或玻璃板上，经刮膜器控制厚度所成的基膜投入水中。在水浴过程中凝胶介质低速流入膜中，引起膜中聚合物贫相核的形成，由于凝胶介质从膜表面流入膜中的速度低，从而使膜内部聚合物贫相增长。当膜表面的聚合物富集到一定程度之后，膜表面的固化发生，最终内部多孔（由聚合物贫相形成）和表面致密（聚合物在表面富集形成）的非对称聚合物形成。同理，若为干法处理，则露置在空气中时空气中的水分成为凝胶介质，低速流入膜中，从而形成表面致密内部多孔的结构。
致密皮层是实现选择性透过的关键，其厚度也是决定水蒸气渗透速率大小的重要因素。致密皮层中的水蒸气以吸附扩散机理进行传递。致密皮层的亲水性决定了水蒸气在膜中的吸附能力强弱，亲水性越好，吸附作用越明显，越有利于水蒸气的渗透。致密皮层越薄，水蒸气越容易扩散，也越有利于水蒸气的渗透。因此，控制致密皮层的厚度和亲水性，能够同时保证较高的渗透速率和良好的选择透过性。本发明中添加的吸湿性盐，可以有效的增加皮层的亲水性，使一侧湿空气中的水蒸气更容易吸附到皮层，此外，适量添加的致孔剂（聚乙二醇）可使多孔支撑层的孔径和孔容增加，使皮层上的水蒸气更容易扩散到空气另一侧，从而加大了水蒸气的渗透速率和总传质系数，因此，膜的透湿效率也得到提高。
本发明的高效透湿膜是采用一步法制备而成的，方法简单，操作容易，制备方法包括湿法溶液沉积法和干法溶液沉积法。所述的高效透湿膜在空气除湿与热湿回收，空气全热回收，水处理技术，新风全热回收技术，空调节能技术，化工冶金，环境保护或生化工程领域中应用。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
（1）本发明采用干法或湿法溶液沉积法一步制备所述高效透湿膜，与现有技术相比，该方法采用低毒性溶剂和无毒添加剂，具有工艺简单、设备成本低、易操作等优点。
（2）本发明制备的高效透湿膜皮层超薄，厚度约为5-10μm。
（3）本发明制备的高效透湿膜，具有皮层亲水性良好，多孔支撑层孔径大等优点，因此水蒸气透过速率很大，在同样的实验条件下，该高效透湿膜的水蒸气交换效率、渗透速率和总传质系数比同等厚度的传统固体复合膜高30%-60%以上，比传统一步法制备的非对称性透湿膜高20%-40%。
附图说明
图1是本发明制备的用于实现空气除湿与热湿回收的高效透湿膜的结构示意图；1—超薄致密皮层，2—多孔支撑层。
图2是本发明制备的高效透湿膜的除湿工艺流程图。
图3是新型一步法（实施例1）和传统一步法（对比实施例15）的交换效率比对图。
图4是含有实施例1制备的高效透湿膜的热湿回收全热交换器。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
一、采用湿法溶液沉积法制备高效透湿膜
实施例1
（1）称取10g醋酸纤维素置于烧杯中，并加入5g氯化锂，1g聚乙二醇-2000，将其溶于乙酸水溶液。其中乙酸水溶液为乙酸62g，去离子水22g。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将步骤（1）制备的铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为5μm，多孔支撑层的厚度约为65μm。
本发明制备的高效透湿膜的除湿工艺流程如图2所示：一股空气经模拟后产生的较干空气经过转子流量计3的调节，以不同流量（此处的不同流量为从大流量开始到小流量进行测试，比如以单张透湿膜为例，实验过程中的不同流量为0.3m3/h，0.26m3/h，0.22m3/h，0.18m3/h，0.14m3/h进行透湿性能测试）进入实施例1制备的高效透湿膜4，较湿空气与较干空气在经过膜组件时分别进行热湿交换，交换后的气体再分别从高效透湿膜组件排出。将温湿度传感器放置在干空气进出口5i和5o以及湿空气进出口6i和6o处，可分别测得该处的空气温湿度，通过计算转化成该处空气的含湿量，然后通过计算公式得出膜的湿交换效率。其中，ω5i为干空气进口的含湿量；ω5o为干空气出口的含湿量；ω6i为湿空气进口的含湿量；ω6o为湿空气出口的含湿量；η为膜的湿交换效率；实施例1制备的高效透湿膜的湿交换率数据见表1。
表1实施例1制备的高效透湿膜的湿交换率及检测数据
实施例2
（1）称取12g醋酸纤维素置于烧杯中，并加入3g氯化钙，1g聚乙二醇-2000，将其溶于乙酸水溶液。其中乙酸水溶液为乙酸58g，去离子水26g。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为8μm，多孔支撑层的厚度约为62μm。
实施例3
（1）称取15g壳聚糖置于烧杯中，并加入2g氯化锌，1g聚乙二醇-2000，将其溶于盐酸水溶液。其中盐酸水溶液为82g（质量分数为38%的浓盐酸为1g，去离子水为81g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为7.5μm，多孔支撑层的厚度约为60μm。
实施例4
（1）称取10g壳聚糖置于烧杯中，并加入3g氯化镁，2g聚乙二醇-2000，将其溶于盐酸水溶液。其中盐酸水溶液为85g（质量分数为38%的浓盐酸为1.5g，去离子水为83.5g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为7.0μm，多孔支撑层的厚度约为70μm。
实施例5
（1）称取8g聚酰胺置于烧杯中，并加入2g硫酸钾，2g聚乙二醇-2000，将其溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中N,N-二甲基甲酰胺溶液为88g（N,N-二甲基甲酰胺为85g，去离子水为3g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为6.5μm，多孔支撑层的厚度约为60μm。
实施例6
（1）称取10g聚酰胺置于烧杯中，并加入2g氯化钠，1g聚乙二醇-2000，将其溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中N,N-二甲基甲酰胺溶液为87g（N,N-二甲基甲酰胺为85g，去离子水为2g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为7.5μm，多孔支撑层的厚度约为55μm。
实施例7
（1）称取7g聚偏氟乙烯置于烧杯中，并加入4g氯化钾，1g聚乙二醇-2000，将其溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中N,N-二甲基甲酰胺溶液为88g（N,N-二甲基甲酰胺为86g，去离子水为2g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为6.0μm，多孔支撑层的厚度约为60μm。
二、采用干法溶液沉积法制备高效透湿膜
实施例8
（1）称取15g醋酸纤维素置于烧杯中，并加入5g氯化锂，1g聚乙二醇-2000，将其溶于乙酸水溶液。其中乙酸水溶液为乙酸58g，去离子水21g。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为8.5μm，多孔支撑层的厚度约为50μm。
实施例9
（1）称取8g醋酸纤维素置于烧杯中，并加入3g氯化钙，1g聚乙二醇-2000，将其溶于乙酸水溶液。其中乙酸水溶液为乙酸62g，去离子水26g。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为5.0μm，多孔支撑层的厚度约为70μm。
实施例10
（1）称取15g壳聚糖置于烧杯中，并加入2g氯化锌，1g聚乙二醇-2000，将其溶于盐酸水溶液。其中盐酸水溶液为82g（质量分数为38%的浓盐酸为1g，去离子水为81g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为8μm，多孔支撑层的厚度约为60μm。
实施例11
（1）称取10g壳聚糖置于烧杯中，并加入3g氯化镁，2g聚乙二醇-2000，将其溶于乙酸水溶液。其中盐酸水溶液为85g（质量分数为38%的浓盐酸为1.5g，去离子水为83.5g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为7.0μm，多孔支撑层的厚度约为65μm。
实施例12
（1）称取8g聚酰胺置于烧杯中，并加入2g硫酸钾，2g聚乙二醇-2000，将其溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中N,N-二甲基甲酰胺溶液为88g（N,N-二甲基甲酰胺为85g，去离子水为3g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为5.5μm，多孔支撑层的厚度约为70μm。
实施例13
（1）称取10g聚酰胺置于烧杯中，并加入2g氯化钠，1g聚乙二醇-2000，将其溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中N,N-二甲基甲酰胺溶液为87g（N,N-二甲基甲酰胺为85g，去离子水为2g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在干净的玻璃板上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为6.0μm，多孔支撑层的厚度约为60μm。
实施例14
（1）称取7g聚偏氟乙烯置于烧杯中，并加入4g氯化钾，1g聚乙二醇-2000，将其溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中N,N-二甲基甲酰胺溶液为88g（N,N-二甲基甲酰胺为86g，去离子水为2g）。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为300μm。将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，然后将膜取出放置于常温中干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
采用上述方法制备的高效透湿膜的超薄致密皮层厚度约为5.0μm，多孔支撑层的厚度约为60μm。
对比实施例15
参考xin-ru zhang等的制备方法（Xin-Ru Zhang,Li-Zhi Zhang,,Hong-Mei Liu,Li-Xia Pei,One-step fabrication and analysis of an asymmetric cellulose acetatemembrane for heat and moisture recovery.Journal of Membrane Science366(2011)158–165），具体制备步骤如下：
（1）称取10g醋酸纤维素置于烧杯中，将其溶于乙酸水溶液。其中乙酸水溶液为乙酸62g，去离子水22g。控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用。
（2）将步骤（1）制备的铸膜液均匀倒置在无纺布上，用刮膜器控制膜的厚度为100μm。将膜在空气中静置两分钟，然后将膜放入水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂。去溶剂后的膜置于真空干燥箱中，60℃下干燥2h后即得高效透湿膜。
用图2所示的除湿工艺流程，高效透湿膜的检测同实施例1所述，高效透湿膜的湿交换效率见表2。
表2对比实施例15制备的高效透湿膜的湿交换效率及检测数据
对实施例1和对比实施例15制备的高效透湿膜的湿交换率的信息进行比对分析，如图3所示，从图中可以看出，新型一步法（实施例1）比传统一步法（对比实施例15）制备的高效透湿膜的湿交换效率高25%左右。
实施例16
实施例1制备的含有高效透湿膜的热湿回收全热交换器，如图4所示，图中7和8均为本发明制备的高效透湿膜，因膜较为柔软，无法自构成需要的结构，故采用适宜高度的环氧树脂条构成两层透湿膜间的支撑，同时使用玻璃胶粘贴。制备过程中采用厚度为1.8mm的环氧树脂条，该条件下交换器的叠加层数为242层，即新风和排风的流道数均为121。室内排风及室外新风分别（如图4所示的排风入和新风入的方式）进入该全热交换器，新风与排风通过全热交换器时同时进行热量与水分的交换，经过交换处理后的两种状态的空气（如图4所示的新风出和排风出的方式）分别进入室内和排到室外。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效透湿膜的一步法制备，其特征在于通过湿法溶液沉积法或干法溶液沉积法制备；
所述的湿法溶液沉积法制备的步骤如下：
(1)在烧杯中加入7-15wt.％的亲水性聚合物，2-5wt.％的吸湿性盐，1-2wt.％的致孔剂溶于溶液中；控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用；
(2)在干净的玻璃板上平铺无纺布或者直接在干净的玻璃板上，均匀涂覆步骤(1)中获得的铸膜液，用刮膜器控制膜厚为100μm；在空气中静置2分钟，然后将膜放入自来水中，待膜成形从玻璃板上脱离之后立即取出用大量的水进行漂洗，漂洗后的膜再用水浸泡24h进行去溶剂；去溶剂后的膜在真空干燥箱中进行干燥，60℃干燥2h后即得高效透湿膜；
所述的干法溶液沉积法制备的步骤如下：
①在烧杯中加入7-15wt.％的亲水性聚合物，2-5wt.％的吸湿性盐，1-2wt.％的致孔剂溶于溶液中；控制温度为40-50℃进行搅拌，搅拌均匀后静置脱泡，获得铸膜液，待用；
②在干净的玻璃板上平铺无纺布或者直接在干净的玻璃板上，均匀涂覆步骤①制备的铸膜液，用刮膜器控制膜的厚度为300μm；然后将膜置于真空干燥箱中，80℃下蒸发25分钟，蒸发后的膜再置于常温下干燥1天，干燥后即得高效透湿膜。
2.根据权利要求1所述的高效透湿膜的一步法制备，其特征在于：步骤(1)和步骤①所述的亲水性聚合物为醋酸纤维素、壳聚糖、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯或改性聚偏氟乙烯中的一种。
3.根据权利要求1所述的高效透湿膜的一步法制备，其特征在于：步骤(1)和步骤①所述吸湿性盐为氯化锂、氯化钙、氯化锌、氯化镁、氯化钠、氯化钾或硫酸钾中的一种。
4.根据权利要求1所述的高效透湿膜的一步法制备，其特征在于：步骤(1)和步骤①所述的致孔剂为聚乙二醇。
5.根据权利要求1所述的高效透湿膜的一步法制备，其特征在于：步骤(1)和步骤①所述的溶液为乙酸溶液、盐酸溶液或N,N-二甲基甲酰胺溶液中的一种；其中乙酸溶液的浓度为55wt.％-80wt.％，盐酸溶液的pH为5～6，N,N-二甲基甲酰胺溶液的浓度为80wt.％-98wt.％。
6.根据权利要求1所述的高效透湿膜的一步法制备，其特征在于：步骤(1)所述的搅拌为用恒温磁力搅拌器进行搅拌。
7.一种高效透湿膜，通过权利要求1～6任一项所述的一步法制备得到，其特征在于具有两层结构，一侧表层为超薄致密皮层，亲水性好，皮层厚度为5-10μm；另一侧为多孔支撑层，孔径大，多孔支撑层厚度为50-70μm；该高效透湿膜能实现有选择性的高效透过水蒸气。
8.权利要求7所述的高效透湿膜在空气除湿与热湿回收，空气全热回收，水处理技术，新风全热回收技术，空调节能技术，化工冶金，环境保护或生化工程领域中应用。
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