CN104117288B - 过滤材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种过滤材料及其制造方法。该过滤材料包含:支撑层;以及,表面选择复合层,其中该表面选择复合层系由离子性高分子(ionic polymer)、及界面聚合高分子(interfacial polymer)互相交错所构成,其中该离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤材料及其制造方法,特别涉及一种脱盐过滤材料及其制造方法。
背景技术
全世界各大厂积极开发各种应用于海水、工业用水及废水的脱盐过滤材料,以期能高效率处理水中盐类并降低操作压力,进而减少耗能并降低净水处理成本。
业界提出一种多层复合结构的纳米酯纤膜,可在低压下操作。然而,习知多层复合结构的纳米酯纤膜其制程繁复,且离子截留率性能不高。
因此,目前亟需一种具有简化工艺的脱盐过滤材料,具有高截留率(ionrejection rate)与高通量(flux)的性质,解决习知技术所遭遇到的问题。
发明内容
本发明提出一种过滤材料,包含:支撑层;以及,表面选择复合层位于该支撑层之上,其中该表面选择复合层由离子性高分子(ionic polymer)、及界面聚合高分子(interfacial polymer)互相交错所构成,其中该离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
根据本发明另一实施例,本发明所述的过滤材料亦包括:支撑层;纳米纤维层,配置于该支撑层之上;以及,表面选择复合层位于该纳米纤维层之上,其中该表面选择复合层由离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成,其中该离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
本发明提出一种过滤材料的制造方法,包含:提供支撑层,其中纳米纤维层配置于该支撑层之上,其中该纳米纤维层包含离子性高分子;以及,将至少一部份该纳米纤维层依序含浸于第一溶液及第二溶液中,形成一表面选择复合层,其中该第一溶液包含双胺化合物,以及该第二溶液包含酰氯化合物。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举出较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
附图说明
图1示出了本发明一实施例所述的过滤材料其剖面结构示意图。
图2A及图2B示出了图1所述的过滤材料其表面选择复合层区域2的局部放大示意图。
图3及图4示出了本发明其他实施例所述的过滤材料其剖面结构示意图。
在不同的特征中所对应的数字和符号,除非另有注记,一般而言视为对应部份。所绘示的特征清楚地标明了具体实施方式的相关态样,且其并不一定依比例绘制。
具体实施方式
以下以各实施例详细说明并伴随着图式说明的范例,做为本发明的参考依据。且在图式中,实施例的形状或是厚度可扩大,并以简化或是方便标示。再者,图式中各组件的部分将以分别描述说明之,值得注意的是,图中未绘示或描述的组件,为所属技术领域中具有通常知识者所知的形式,此外,特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式,其并非用以限定本发明。
本发明揭露一种过滤材料,包含支撑层,以及表面选择复合层形成于支撑层之上。由于该表面选择复合层由离子性高分子及界面聚合高分子互相交错所构成,藉由离子性高分子可与界面聚合高分子间产生离子键,可达到纤维自缩孔的目的。因此,本发明所揭露的过滤材料于低压的情况下,仍具有高通量,且具备高的离子截留率(ion rejection rate),可作为超滤膜、脱盐膜、纳滤膜、反渗透膜、或向前的反渗透膜,并应用于脱盐工艺、海水处理、超纯水处理、水质软化或贵重金属回收。
根据本发明一实施例,请参照图1,该过滤材料10可包含支撑层12、以及表面选择复合层14配置于该支撑层12之上。请参照图2A,为该表面选择复合层14区域2的局部放大示意图。由图2A可知,该表面选择复合层14可由离子性高分子13、及界面聚合高分子15互相交错所构成。由于该离子性高分子可与界面聚合高分子间具有离子键,因此在该离子性高分子13及该界面聚合高分子15间不会观查到有明显的接口存在。根据本发明另一实施例,请参照图2B(为该表面选择复合层14区域2的局部放大示意图),该表面选择复合层14亦可由离子性高分子13、界面聚合高分子15、及高分子纤维17互相交错所构成。其中,在该表面选择复合层14中,离子性高分子与高分子纤维的重量比介于1:99至99:1之间。
根据本发明其他实施例,请参照图3,该过滤材料10可包含支撑层12、纳米纤维层16配置于该支撑层12之上、以及表面选择复合层14配置于纳米纤维层16之上,其中表面选择复合层可由离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成。该纳米纤维层16由离子性高分子构成,其中构成该纳米纤维层16的离子性高分子与该表面选择复合层14内的离子性高分子具有相同材质。此外,根据本发明另一实施例,该纳米纤维层16由离子性高分子与高分子纤维所构成,其中离子性高分子与高分子纤维的重量比介于1:99至99:1之间。值得注意的是,该纳米纤维层16的离子性高分子与该表面选择复合层14的离子性高分子具有相同材质。
根据本发明某些实施例,请参照图4,该过滤材料10可包含支撑层12、纳米纤维层16配置于该支撑层12之上、以及表面选择复合层14配置于该纳米纤维层16之上,其中表面选择复合层14可由离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成。该纳米纤维层16由离子性高分子层18与高分子纤维层20的叠层所构成,其中该离子性高分子层18与该表面选择复合层14直接接触,而该高分子纤维层20与该支撑层12接触。其中,离子性高分子层18与该表面选择复合层14的离子性高分子具有相同材质。
本领域人士可依实际应用的需求,另外再加上其他习用透膜、半透膜或其他高分子膜于本发明的过滤材料上。
本发明所述的支撑层可为不织布纤维支撑层,其中该不织布纤维支撑层的纤维平均直径范围从约500nm至约50μm。根据本发明另一实施例,该支撑层的厚度可介于1μm至约500μm,而其材质可为维素酯(cellouse ester)、聚砜(polysulfone)、聚丙烯(polypropylene、PP)、聚醚酮(polyetheretherketone、PEK)、聚酯(polyester、PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、聚亚酰胺(polyimide、PI)、聚氨酯(polyurethane)、氯化聚氯乙烯(chlorinated polyvinyl chloride、PVC)、苯乙烯-丙烯晴共聚物(styrene acrylnitrile、AN)、玻璃纤维、无机纤维、金属纤维、或其混合。
本发明所述的表面选择复合层可具有一厚度介于50~500nm。本发明所述的离子性高分子具有重复单元重复单元以及重复单元其中R1为苯环磺酸基(benzenesulfonic acid group)或烷链磺酸基(alkylsulfonic acid group);R2为咪唑基(imidazolyl或吡啶基(pyridyl或以及,R3包括苯基、或甲酯基(methoxycarbonyl)。其中,重复单元重复单元以及重复单元以无规方式或嵌段方式重复。根据本发明某些实施例,上述离子性高分子的分子量可介于300~1000000之间。
本发明所述的界面聚合高分子为双胺化合物与酰氯化合物经聚合反应所得。其中,该双胺化合物可例如为1,3,5三胺基苯(triaminobenzene)、p-苯二胺(p-phenylenediamine)、m-苯二胺(m-phenylene diamine)、1,4-环己二胺(1,4-diaminocyclohexane)、1,2-环己二胺(1,2-diaminocyclohexane)、N,N-二苯乙烯二胺(N,N–diphenylethylenediamine)、哌嗪(piperazine)、三亚甲基二哌啶(trimethylene dipiperidine)、间二甲苯二胺(m-xylene diamine)、5-甲基壬烷-1,9-二胺(5-methylnonane-1,9-diamine)、羰基二胺(carbonyl diamine)、2,2-(亚乙二氧基)双(乙胺)(2,2-(Ethylenedioxy)bis(ethylamine))、或其混合;而该酰氯化合物可例如为苯三甲基酰氯(trimesoyl chloride,TMC)、对苯二酰氯(telephthalloyl chloride,TPC)、或其混合。
根据本发明一实施例,在该表面选择复合层中,离子性高分子与界面聚合高分子间形成离子键,而该离子键由离子性高分子的R2基团上的氮原子与界面聚合高分子(由双胺化合物与酰氯化合物经聚合反应所得)的氯原子所形成。
本发明所述的纳米纤维层的厚度介于50nm至约50μm。此外,本发明所述的高分子纤维可具有平均纤维直径介于2~800nm之间,其中该高分子纤维可例如为聚胺基甲酸酯(polyurethane,PU)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)、聚醚砜(polyethersulfone,PES)、聚偏氟乙烯(polyvinglidene fluoride,PVDF)、聚烯烃(polyolefin)、聚砜(polysulfone)、聚酯(polyester)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚丙烯酰胺(polyacrylamide)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚甲基丙烯酸酯(polymethyl methacrylate)、多醣(polysaccharide)、或其混合。此外,该高分子纤维的形成方法可为溶液纺丝法(solution spining)、或静电纺丝法(electrospinning)。
本发明亦揭露上述过滤材料的制造方法。根据本发明一实施例,该过滤材料的制造方法可包含以下步骤:首先,提供支撑层,其中高分子层配置于该支撑层之上,且该高分子层包含离子性高分子。接着,将该高分子层依序含浸于第一溶液及第二溶液中,使得该含浸于该第一及第二溶液中的高分子层经界面聚合反应转化为表面选择复合层。由于该第一溶液包含双胺化合物,而该第二溶液包含酰氯化合物,因此该表面选择复合层由该离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成,其中该界面聚合高分子由该双胺化合物与该酰氯化合物聚合所得,且该离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
第一溶液的制备方式可为将双胺化合物溶于水中,其中双胺化合物的添加量占第一溶液约0.1-30重量%。该第一溶液可进一步添加甲醇、乙醇、异丙醇、或正丁醇。此外,第二溶液的制备方式可为将酰氯化合物溶于有机溶剂中,其中酰氯化合物占第二溶液约0.1-1重量%,所使用的有机溶剂例如正己烷(hexane)、三氯三氟乙烷(1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane)、戊烷(pentane)或庚烷(heptane)。
值得注意的是,该高分子层可完全含浸于该第一及第二溶液中。因此,在经界面聚合反应后,可使整个高分子层转化成该表面选择复合层,得到图1所示的过滤材料。此外,根据本发明其他实施例,该高分子层亦可仅部份含浸于该第一及第二溶液中,而未含浸于该第一溶液及该第二溶液中的高分子层则被定义为纳米纤维层,得到图3图所示的过滤材料。另一方面,该高分子层可更包含高分子纤维,使得该表面选择复合层由该高分子纤维、该离子性高分子、与该界面聚合高分子互相交错所构成,如图2B图所示。在此,该高分子层可由该离子性高分子与该高分子纤维同时经溶液纺丝法或静电纺丝法所形成。
根据本发明某些实施例,该高分子层由离子性高分子层及高分子纤维层的迭层所构成,其中该高分子纤维层位于该离子性高分子层与该支撑层之间。因此,将高分子层部份含浸于第一溶液及第二溶液时,仅有部份该离子性高分子层含浸于该第一及第二溶液中而转化为该表面选择复合层,而未含浸于该第一溶液及该第二溶液中的离子性高分子层及高分子纤维层则被定义为纳米纤维层,得到图4所示的过滤材料。
以下藉由下列实施例来说明本发明所述的过滤材料及其制造方法,用以进一步阐明本发明的技术特征。
离子性高分子
制备例1
取10g苯乙烯磺酸钠、40g4-乙烯基吡啶、7g苯乙烯、50g去离子水与50g异丙醇,置入反应瓶中,于氮气下加热至70℃。取0.2g过硫酸钾(KPS)作为引发剂溶于10mL去离子水中后,注入反应瓶中后继续搅拌3小时,之后经由沉淀纯化步骤得到离子性高分子(poly E),分子量约136784,产率为88%。
复合结构
制备例2
将制备例1所得的离子性高分子(Poly E)溶于二甲基乙酰胺(DMAc)得到溶液(固含量为18%)。接着,将该溶液以放电纺丝方式在支撑层(PET不织布,厚度110μm)上形成网状高分子层(厚度约为10μm,纤维直径介于约80至500nm间),得到复合结构(1)。
制备例3
将聚丙烯腈(PAN,分子量约240000g/mol,购自东华公司)与制备例1所得之离子性高分子(Poly E)溶于二甲基乙酰胺(DMAc)得到溶液,其中聚丙烯腈与离子性高分子的重量比为1:1。接着,将该溶液以放电纺丝方式在支撑层(PET不织布,厚度110μm)上形成网状高分子层(厚度约为10μm,纤维直径介于约80至500nm间),得到复合结构(2)。
制备例4-7
依制备例3所述的方式进行,但将聚丙烯腈与离子性高分子的重量比由1:1分别调整为1:1.25、1:1.65、1:2、及1:2.5,得到复合结构(3)-(6)。
制备例8
将聚丙烯腈(PAN,分子量约240000g/mol,购自东华公司)溶于二甲基乙酰胺(DMAc)得到溶液。接着,将该溶液以放电纺丝方式在支撑层(PET不织布,厚度110μm)上形成高分子层(厚度约为10μm),得到复合结构(7)。
制备例9
将聚丙烯腈(PAN,分子量约240000g/mol,购自东华公司)溶于二甲基乙酰胺(DMAc)得到溶液。接着,将该溶液以放电纺丝方式在支撑层(PET不织布,厚度110μm)上形成高分子层(厚度约为10μm)。接着,再将制备例3所得到的离子性高分子(Poly E)/聚丙烯腈(PAN)混和溶液经静电纺丝制备于聚丙烯腈(PAN)高分子层之上,得到复合结构(8)。
制备例10
将聚胺酯(Polyurethane、PU)(购自国庆化学(Kuo-Ching Chem.Co.),商品名称KC58238AU,分子量约200000g/mol),溶于二甲基乙酰胺(DMAc)得到溶液。接着,将该溶液以放电纺丝方式在支撑层(PET不织布,厚度110μm)上形成高分子层(厚度约为10μm)。接着,将聚胺酯(Polyurethane、PU)与制备例1所得到的离子性高分子(Poly E)混和(其中聚胺酯与离子性高分子的重量比为1:1),得到溶液。接着,将上述溶液经静电丝制备于聚胺酯高分子层之上,得到复合结构(9)。
制备例11
将聚酰亚胺(Polyimide、PI)(购自GE Plasctics,商品名称Ultem)溶于二甲基乙酰胺(DMAc)得到溶液。接着,将该溶液以放电纺丝方式在支撑层(PET不织布,厚度110μm)上形成高分子层(厚度约为10μm)。接着,将聚酰亚胺(Polyimide、PI)与制备例1所得到的离子性高分子(Poly E)混和(其中聚酰亚胺与离子性高分子的重量比为1:1),得到溶液。接着,将上述溶液经静电丝制备于聚胺酯高分子层之上,得到复合结构(10)。
实施例1
将制备例2所得的复合结构(1)其高分子层部份含浸于水相溶液(包含m-苯二胺(MPD)及水(m-苯二胺(MPD)/水=2/98(w/w))中3分钟。取出后压吸多于水份,并接着含浸于一油相溶液(包含苯三甲基酰氯(TMC)与己烷,苯三甲基酰氯(TMC)与己烷=0.1/100(w/w))中30秒。取出后,将该结构置于烘箱中,以70℃烘干10分钟,以将部份的高分子层转换成表面选择复合层,得到过滤材料(1)。
对过滤材料(1)的表面选择复合层进行红外光谱(IR spectroscopy)测量,并与离子性高分子(Poly E)的红外线光谱进行比对,发现在1639cm-1及1540cm-1处发现新的特征峰,证明Poly E与界面聚合高分子(由m-苯二胺与苯三甲基酰氯反应所得)形成离子键(由Poly E之吡啶基上的氮原子与酰氯的氯原子间的作用力产生)。最后,对该过滤材料(1)进行30000ppm NaCl脱盐测试,并测量其通量,结果如表1所示。
实施例2-6
依实施例1所述的方式进行,但将所使用的复合结构(1)分别改为制备例3-7所得复合结构(2)-(6),得到过滤材料(2)-(6)。接着,对该过滤材料(2)-(6)进行30000ppm NaCl脱盐测试,并测量其通量,结果如表1所示。
比较实施例1
依实施例1所述的方式进行,但将所使用的复合结构(1)改为复合结构(7),得到过滤材料(7)。接着,对该过滤材料(7)进行30000ppm NaCl脱盐测试,并测量其通量,结果如表1所示。
实施例7
将制备例10所得之复合结构(9)其聚胺酯与离子性高分子(Poly E)所形成的网状高分子层部份含浸于水相溶液(包含m-苯二胺(MPD)及水,m-苯二胺(MPD)/水=2/98(w/w))中3分钟。取出后压吸多于水份,并接着含浸于油相溶液(包含苯三甲基酰氯(TMC)与己烷,苯三甲基酰氯(TMC)与己烷=0.1/100(w/w))中30秒。取出后,将该结构置于烘箱中,以70℃烘干10分钟,以将部份之网状高分子层转换成表面选择复合层,得到过滤材料(8)。接着,对该过滤材料(8)进行30000ppm NaCl脱盐测试,并测量其通量,结果如表1所示。
实施例8
将制备例11所得的复合结构(10)其聚酰亚胺与离子性高分子(Poly E)所形成的网状高分子层部份含浸于水相溶液(包含m-苯二胺(MPD)及水,m-苯二胺(MPD)/水=2/98(w/w))中3分钟。取出后压吸多于水份,并接着含浸于油相溶液(包含苯三甲基酰氯(TMC)与己烷,苯三甲基酰氯(TMC)与己烷=0.1/100(w/w))中30秒。取出后,将该结构置于烘箱中,以70℃烘干10分钟,以将部份的网状高分子层转换成表面选择复合层,得到过滤材料(9)。接着,对该过滤材料(9)进行30000ppm NaCl脱盐测试,并测量其通量,结果如表1所示。
表1
PAN:PolyE | 通量(mL/min) | 脱盐效率(%) | |
过滤材料(1) | 0:1 | 0.62 | 98.7 |
过滤材料(2) | 1:1 | 0.71 | 98.3 |
过滤材料(3) | 1:1.25 | 0.70 | 98.9 |
过滤材料(4) | 1:1.65 | 0.67 | 99.2 |
过滤材料(5) | 1:2 | 0.85 | 99.3 |
过滤材料(6) | 1:2.5 | 0.63 | 99.1 |
过滤材料(7) | 1:0 | 0.4 | 86.3 |
PU:PolyE | 通量(mL/min) | 脱盐效率(%) | |
过滤材料(8) | 1:1 | 0.65 | 98.6 |
PI:PolyE | 通量(mL/min) | 脱盐效率(%) | |
过滤材料(9) | 1:1 | 0.68 | 98.8 |
由表1可知,本发明所述的过滤材料确实具有高通量,且具有高脱盐效率。本发明所述的过滤材料,由于该表面选择复合层由离子性高分子及界面聚合高分子互相交错所构成,藉由离子性高分子可与界面聚合高分子间产生离子键,可达到纤维自缩孔的目的,可作为超滤膜、脱盐膜、奈滤膜、反渗透膜、或向前的反渗透膜,并应用于脱盐工艺、海水处理、超纯水处理、水质软化或贵重金属回收。
前述已揭露了本发明数个具体实施方式的特征,使此领域中具有通常技艺者得更加了解本发明细节的描述。此领域中具有通常技艺者应能完全明白且能使用所揭露的技术特征,做为设计或改良其他工艺和结构的基础,以实现和达成在此所介绍实施态样的相同的目的和优点。此领域中具有通常技艺者应也能了解这些对应的说明,并没有偏离本发明所揭露之精神和范围,且可在不偏离本发明所揭露的精神和范围下进行各种改变、替换及修改。
符号说明
2 区域;
10 过滤材料;
12 支撑层;
13 离子性高分子;
14 表面选择复合层;
15 界面聚合高分子;
16 纳米纤维层;
17 高分子纤维;
18 离子性高分子层;
20 高分子纤维层。
Claims (42)
1.一种过滤材料,包含:
支撑层;以及
表面选择复合层位于该支撑层之上,其中该表面选择复合层由高分子纤维、离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成,其中所述离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
2.权利要求1所述的过滤材料,其中所述支撑层包含不织布纤维支撑层。
3.权利要求2所述的过滤材料,其中所述不织布纤维支撑层的纤维平均直径范围从500nm至50μm。
4.权利要求1所述的过滤材料,其中所述支撑层包括纤维素酯、聚砜、聚丙烯、聚醚酮、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚酰胺、聚氨酯、氯化聚氯乙烯、苯乙烯-丙烯晴共聚物、玻璃纤维、无机纤维、金属纤维、或其混合。
5.权利要求1所述的过滤材料,其中所述离子性高分子具有重复单元重复单元以及重复单元其中重复单元重复单元以及重复单元以无规方式或嵌段方式重复,且R1为苯环磺酸基或烷链磺酸基;R2为咪唑基或吡啶基 以及,R3包括苯基、或甲酯基。
6.权利要求1所述的过滤材料,其中所述离子性高分子的分子量介于300~1000000之间。
7.权利要求5所述的过滤材料,其中所述界面聚合高分子为双胺化合物与酰氯化合物经聚合反应所得。
8.权利要求7所述的过滤材料,其中所述双胺化合物包含1,3,5三胺基苯、p-苯二胺、m-苯二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二胺、N,N-二苯乙烯二胺、哌嗪、三亚甲基二哌啶、间二甲苯二胺、5-甲基壬烷-1,9-二胺、羰基二胺、2,2-(亚乙二氧基)双(乙胺)、或其混合。
9.权利要求7所述的过滤材料,其中所述酰氯化合物包括苯三甲基酰氯、对苯二酰氯、或其混合。
10.权利要求1所述的过滤材料,其中所述高分子纤维包含聚胺基甲酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚烯烃、聚砜、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、多醣、或其混合。
11.权利要求1所述的过滤材料,其中高分子纤维的平均纤维直径从2nm至800nm。
12.权利要求1所述的过滤材料,其中所述高分子纤维的形成方法包括溶液纺丝法或静电纺丝法。
13.权利要求1所述的过滤材料,其中所述离子性高分子与所述高分子纤维的重量比介于1:99至99:1之间。
14.权利要求1所述的过滤材料,更包含:
纳米纤维层,配置于所述支撑层及所述表面选择复合层之间。
15.权利要求14所述的过滤材料,其中所述纳米纤维层包含离子性高分子。
16.权利要求14所述的过滤材料,其中所述纳米纤维层由离子性高分子及高分子纤维互相交错所构成。
17.权利要求14所述的过滤材料,其中所述纳米纤维层包含离子性高分子层及高分子纤维层。
18.权利要求14所述的过滤材料,其中所述纳米纤维层的厚度介于50nm至50μm。
19.权利要求7所述的过滤材料,其中所述离子键由所述离子性高分子的R2基团上的氮原子与所述界面聚合高分子的氯原子形成。
20.权利要求1所述的过滤材料,其中所述支撑层的厚度介于1μm至500μm。
21.权利要求1所述的过滤材料,其中所述表面选择复合层的厚度介于50nm至500nm。
22.权利要求1所述的过滤材料,其中所述过滤材料应用于超滤膜、脱盐膜、纳滤膜、反渗透膜、或向前的反渗透膜。
23.一种过滤材料的制造方法,包含:
提供支撑层,其中高分子层配置于所述支撑层之上,且所述高分子层包含离子性高分子及高分子纤维;
将至少一部所述高分子层依序含浸于第一溶液及第二溶液中,使得所述含浸于所述第一及第二溶液中的高分子层转化为表面选择复合层,其中所述第一溶液包含双胺化合物,以及所述第二溶液包含酰氯化合物,其中该表面选择复合层由高分子纤维、离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成,其中所述离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
24.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述表面选择复合层由所述高分子纤维、离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成,其中所述界面聚合高分子由所述双胺化合物与所述酰氯化合物聚合所得,其中所述离子性、高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
25.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述高分子层部份含浸于所述第一溶液及第二溶液中,而未含浸于所述第一溶液及第二溶液中的高分子层被定义为纳米纤维层。
26.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述高分子层由所述离子性高分子与所述高分子纤维经溶液纺丝法或静电纺丝法形成。
27.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述高分子层包含离子性高分子层及高分子纤维层,其中所述高分子纤维层位于所述离子性高分子层与所述支撑层之间。
28.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述支撑层包含不织布纤维支撑层。
29.权利要求28所述的过滤材料的制造方法,其中所述不织布纤维支撑层的纤维平均直径范围从500nm至50μm。
30.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述支撑层包括纤维素酯、聚砜、聚丙烯、聚醚酮、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚亚酰胺、聚氨酯、氯化聚氯乙烯、苯乙烯-丙烯晴共聚物、玻璃纤维、无机纤维、金属纤维、或其混合。
31.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述离子性高分子具有重复单元重复单元以及重复单元其中重复单元重复单元以及重复单元以无规方式或嵌段方式重复,且R1为苯环磺酸基或烷链磺酸基;R2为咪唑基或吡啶基以及,R3包括苯基、或甲酯基。
32.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述离子性高分子的分子量介于300~1000000之间。
33.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述双胺化合物包含1,3,5三胺基苯、p-苯二胺、m-苯二胺、1,4-环己二胺、1,2-环己二胺、N,N-二苯乙烯二胺、哌嗪、三亚甲基二哌啶、间二甲苯二胺、5-甲基壬烷-1,9-二胺、羰基二胺、2,2-(亚乙二氧基)双(乙胺)、或其混合。
34.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述酰氯化合物包括苯三甲基酰氯、对苯二酰氯、或其混合。
35.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述高分子纤维包含聚胺基甲酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚烯烃、聚砜、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、多醣、或其混合。
36.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述高分子纤维的平均纤维直径从2nm至800nm。
37.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述离子性高分子与所述高分子纤维的重量比介于1:99至99:1之间。
38.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述支撑层的厚度介于1μm至500μm。
39.权利要求23所述的过滤材料的制造方法,其中所述表面选择复合层的厚度介于50nm至500nm。
40.一种过滤材料,包含:
支撑层;
纳米纤维层,配置于该支撑层之上;以及
表面选择复合层位于该纳米纤维层之上,其中所述表面选择复合层由高分子纤维、离子性高分子、及界面聚合高分子互相交错所构成,其中所述离子性高分子与界面聚合高分子间产生离子键。
41.权利要求40所述的过滤材料,其中所述纳米纤维层包含离子性高分子。
42.权利要求40所述的过滤材料,其中所述纳米纤维层由离子性高分子及高分子纤维互相交错所构成。
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