CN104307390A - 复合膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。此复合膜具有在获得高分离性能的同时，获得高透过速度的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合膜。
背景技术
近几年来，借助选择性渗透分离膜的分离手段如超纯化法、反渗透法、气体分离法等已经在众多的领域中获得了应用，而且由适于各种用途的基质物制的分离膜已经投入市场。作为选择性渗透分离膜的基质物，采用过的高分子物包括纤维素型、醋酸纤维素型、聚酰胺型、聚丙烯腈型、聚乙烯醇型、聚甲基丙烯酸甲酯型、聚砜型、聚烯烃型等。其中聚砜型聚合物具有优异的物化性能如耐热性、耐酸性、耐碱性、耐氧化性等，因此近年来研究重点已转向开发其作为医药和工业分离膜的基质物上。
但是，由于聚砜型聚合物是疏水性物质，因此由其制备的选择性渗透分离膜在水润湿性能方面远不如以亲水性聚合物制备的选择性渗透分离膜。因此，当聚砜型聚合物应用于医药用途时，就会暴露出一些缺点如，易于诱导血浆蛋白质的吸附，不易脱除气泡，而结果是，留在膜体上的气泡会迁移到血液中，活化血小板并导致凝血。
因此，已作过将聚砜型聚合物制的选择性渗透分离膜的亲水性增加，以增强其水润湿性能的工作。已有的方法之一是，通过将亲水性聚合物引入到聚砜型聚合物中来制备一种选择性渗透分离膜，还有它的制备工艺。但是，它存在着一些弊端如，当亲水性聚合物的含量低时，水润湿性能变差并因此会导致凝血；而当亲水性聚合物的含量高时，自目标膜体中洗提的亲水性聚合物的量就会增加。
沸石是具有分子尺寸大小的细孔的结晶性铝硅酸盐，由沸石构成的膜，具有根据分子尺寸和形状的差异选择性地使分子通过的性质，因此可作为分子筛而被广泛应用。其中作为水和有机溶剂等的分离膜的用途备受瞩目。然而，作为分离膜发挥功能的沸石膜以单体存在时，并没有足够的机械强度、因此，通常是支撑在由陶瓷等构成的多孔基体上的状态下使用。作为在多孔基体上进行沸石膜成膜的代表性方法，是在以二氧化硅源和氧化铝源为主原料的原料中浸渍多孔基体的状态下，通过水热反应使沸石膜附着于多孔基体表面的合成方法。如果使多孔基体浸渍在含有二氧化硅源和氧化铝源的浆液状原料中，并调整为适当的温度，那么，浆液中的细微沸石种晶成为晶核，沸石成长并形成膜。在多孔基体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制造沸石膜的方法本身是公知的(例如，参照特开平7-185275号公报)。在此水热反应法中，把多孔基体浸入过饱和的浆液内时，细微的沸石种晶附着于多孔基体表面并成长为沸石膜，不仅如此，在浆液中成长变大了的沸石结晶也会附着于多孔基体表面，从而，沸石膜成长。这样形成的沸石膜并不具备均一的孔径及膜厚，易于产生针孔(ピンホ一ル)之类的问题。为此，提出了在通过水热反应在多孔基体上合成沸石膜时，预先使陶瓷等多孔基体负载种晶，把浆液中沸石原料的浓度设定得很低的方案。
发明内容
本发明的目的在于提出一种复合膜。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
此复合膜具有在获得高分离性能的同时，获得高透过速度的优点。
具体实施方式
实施例1
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
实施例2
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.8μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
实施例3
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
实施例4
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为3μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
实施例5
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
实施例6
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6μm。
实施例7
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为8μm。
实施例8
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为10μm。
实施例9
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为12μm。
实施例10
复合膜，其包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为18μm。
Claims (1)
1.一种复合膜，其特征在于包括多孔载体和在该多孔载体表面成膜的沸石薄膜以及在沸石表面形成的聚合物膜，所述多孔载体为主要成分包括氧化铝的陶瓷烧结材料，所沸石薄膜为多孔载体负载沸石种晶的状态下通过水热反应制备沸石薄膜，所述聚合物膜为聚醚砜膜，并涂覆在沸石薄膜上表面，其中，所述聚合物膜的平均细孔径小于所述沸石薄膜的平均细孔径，所述沸石薄膜的平均细孔径小于所述多孔载体的平均细孔径，所述多孔载体的氮气透过速度为200～7000m3/(m2·hr·atm)，所述聚合物膜的平均细孔径为0.5-1.0μm，所述沸石薄膜的平均细孔径为2-4μm，所述多孔载体的平均细孔径为6-18μm。
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