CN105771674A - 一种管状中空纤维膜、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管状中空纤维膜、制备方法及应用，该纤维膜为中空管状结构，管壁由外向内依次包括皮层和多孔支撑层，其中，皮层的材质为聚乙烯醇，且皮层的厚度为5‑20μm，多孔支撑层中含有导热材料，导热材料占多孔支撑层总质量的40‑60％。皮层厚度为5‑20μm，既有利于水蒸气在膜中的渗透，又控制了生产成本。且本发明的多孔支撑层中含有质量分数为40‑60％的导热材料，提高了导热系数。

Description

一种管状中空纤维膜、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及空气除湿系统及其工艺，尤其涉及一种管状中空纤维膜、制备方法及应用。
背景技术
据资料统计，人们有80％的时间处于建筑室内，因此调节和控制好室内环境保证室内人体舒适性就显得极为重要。调节室内环境主要是通过控制房间内的温度和湿度两个参数来实现的。湿度过高，会阻碍汗液蒸发，影响散热和皮肤表面温度，从而使人感到不舒适。ASHRAE提出的夏天和冬天热舒适区其中对湿度都有相应的控制。以PMV值(预期平均评价)作为人体热舒适评价指标，当室温为26℃时，相对湿度平均每增加10％，PMV值增加约0.1.湿度过高或过低的空气环境同样会加快室内建筑材料释放化学物质(甲醛和臭氧)，加速病毒、真菌和细菌等微生物的生长繁殖，而这些化学物质会严重影响我们的身体健康。根据适宜室内生物和化学污染物的湿度环境图可知，适合人体健康生活环境的湿度为40～60％。
除湿的方法按照其除湿机理可以分为：冷却除湿、干燥剂除湿(包括液体吸收除湿和固体吸附除湿)、膜渗透除湿和电化学除湿等多种方法。冷却除湿方法利用冷却盘管将空气温度降至其露点温度一下，使的空气中的水分在冷却器表面结露冷凝。膜渗透除湿方法是利用膜对空气中对水的选择透过性将水分从水蒸气分压高的一侧转移到水蒸气分压低的一侧，从而实现对高水蒸气分压侧空气除湿的一种方法。电化学除湿是利用水蒸气在电池阳极分解成氧气和质子，再将质子转移到阴极生成氢气分子或者与氧气结合生成水，以此来降低空气中的水分。
这三种方法都存在着很大的弊端。冷却除湿方法需要将空气的温度冷却到其露点以下，冷却后的空气需要再进行加热后才能送入房间之中，在这个过程中温度和湿度不能独立控制，造成了能源利用率低能耗大；水分在冷却器表面冷凝，使得冷却器常年潮湿为细菌提供了生长和繁衍的场所，使室内空气品质严重下降；而对于露点温度过低的工况容易使冷却器表面结霜，需要特别的装置对其进行除霜处理，膜法除湿是一种被动的除湿方法，其除湿能力受湿交换气体中水蒸气压力较小的一侧控制；膜材料是影响膜法除湿的重要因素，膜材料的好坏决定着整个除湿过程性能。而电化学除湿是一种非常新颖的除湿方法，其技术不够成熟；而且除湿过程中需要直流电源，能源利用并不高。
液体除湿是一种有效除湿方法，但空气对液滴有夹带作用，引起液滴腐蚀。为了克服这一障碍，提出一种中空纤维膜液体除湿方法，将膜做成中空纤维的型式，纤维内腔走盐溶液，纤维外流过湿空气，湿空气中的水分会被溶液吸收，从而除湿。这项技术的中空纤维膜是关键。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种管状中空纤维膜，能够使得纤维内腔走盐溶液，纤维外流过湿空气，湿空气中的水分会被溶液吸收，从而除湿。本发明还提供了一种管状中空纤维膜的制备方法及应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种管状中空纤维膜，该纤维膜为中空管状结构，管壁由外向内依次包括皮层和多孔支撑层，其中，皮层的材质为聚乙烯醇，且皮层的厚度为5-20μm，多孔支撑层中含有导热材料，导热材料占多孔支撑层总质量的40-60％。
超薄致密皮层是实现选择性的关键，也是决定渗透速率大小的最重要的因素。致密皮层中水蒸气以吸附扩散的机理进行传递。皮层材料的亲水性决定水蒸气在膜中的吸附能力强弱，膜的亲水性越好，吸附作用越强，越有利于渗透。水蒸气在固体中的扩散系数约10-8cm2/s，小的扩散速率严重影响水蒸气的渗透，所以致密皮层越薄，水蒸气在固体中的扩散就越容易，这样更有利于水蒸气在膜中的渗透。但是致密皮层越薄要求的工艺越严格，导致生产成本提高，本发明皮层厚度为5-20μm，既有利于水蒸气在膜中的渗透，又控制了生产成本。且本发明的多孔支撑层中含有质量分数为40-60％的导热材料，提高了导热系数。
优选的，所述多孔支撑层的材质为聚偏氟乙烯，所述多孔支撑层的厚度为50～210μm。
优选的，所述导热材料为石墨烯、铜粉或多壁碳纳米管。这些材料的导热性能和强度最好。
一种管状中空纤维膜的制备方法，将聚偏氟乙烯、致孔剂和导热材料制备成铸膜液，利用中空纤维喷头进行喷丝，喷头内腔用氮气吹扫，外腔喷射铸膜液，喷丝放入凝固浴中，然后将喷丝取出，在喷丝表面涂覆聚乙烯醇溶液后干燥得到管状中空纤维膜。
本发明选择材料和制备工艺既能保证选择性有能保证高渗透效率。
优选的，其步骤为：
(1)制备铸膜液：以重量份计，取7-12份聚偏氟乙烯、1-2份致孔剂和5-10份导热材料加入有机溶剂得到共100份溶液，混合均匀后得到铸膜液；
(2)喷丝：将铸膜液注入喷头进行喷丝，喷头外腔喷射铸膜液，喷头内腔喷射氮气，形成管状喷丝，将管状喷丝置于凝固浴后，脱除溶剂得到多孔膜；
(3)制备皮层液：将聚乙烯醇、二甲基亚砜和吸湿性金属盐制备成溶液A，并将溶液A加入至戊二醛溶液，混合均匀后得到皮层液：
(4)涂覆：将皮层液涂覆在多孔膜的外侧，包装多孔膜外侧表面均被皮层液润湿，干燥后即得管状中空纤维膜。
进一步优选的，所述步骤(1)的具体步骤为：聚偏氟乙烯、致孔剂和导热材料加入至有机溶剂中，控制温度为55-65℃，充分搅拌3-5小时溶解，并静置脱泡10-20h，然后超声10-30min，使导热材料均匀分布，形成透明均一的铸膜液。
进一步优选的，所述致孔剂为聚乙二醇，优选为聚乙二醇-2000。增加多孔支撑层的孔径和孔容，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。
进一步优选的，所述步骤(1)中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺溶液，优选N,N-二甲基甲酰胺溶液的浓度为80wt.％-98wt.％。
进一步优选的，所述步骤(1)导热材料为石墨烯、铜粉或多壁碳纳米管。
进一步优选的，所述步骤(2)中脱除溶剂的步骤为：将凝固后的管状喷丝投入水浴中静置20-30小时。
进一步优选的，所述步骤(3)的具体步骤为：以重量份计，取3-5份聚乙烯醇、6-8份二甲基亚砜和1-2份吸湿性金属盐溶于水共得到100份溶液，在75-85℃的温度下搅拌1-2小时形成皮层前液，然后将皮层前液加入至质量分数为4-6％的戊二醛溶液中，经搅拌得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3-0.4ml/100g(即每100g皮层液中含有0.3-0.4ml皮层前液)。
进一步优选的，所述吸湿性金属盐为氯化锂、氯化钙、氯化锌、氯化镁、氯化钠、氯化钾、硫酸钾或硫酸氢钾。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。
利用上述管状中空纤维膜在液体除湿领域、水处理技术领域、新风全热回收技术领域、空调节能技术领域、化工冶金领域、环境保护领域或生化工程领域中的应用。
一种中空纤维膜除湿器，除湿器内填充上述管状中空纤维膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的一种用于实现空气除湿的新型中空纤维膜相对于现有技术所制成的膜相比，装填密度更高。
2.本发明的一种用于实现空气除湿的新型中空纤维膜，透湿性更高，且溶液不透，避免空气对液滴的夹带，避免溶液腐蚀。
3.本发明的高导热膜由于其多孔支撑体层里面添加了高导热材料，同样实验条件下，该膜的导热系数比不含高导热材料的膜高20％～60％；
4.本发明制备的新型中空纤维膜皮层超薄，厚度约为5-20μm。
5.该中空纤维膜可用于液体除湿。中空纤维内部走盐溶液，外部吹过湿空气，湿空气中的水分被中空纤维膜里面的盐溶液吸收，从而达到除湿目的。
附图说明
图1是本发明一种管状中空纤维膜的结构示意简图；
图2是利用管状中空纤维膜制备中空纤维膜的除湿器；
图3是图2A-A向剖视图；
图4是用于制备图1所示管状中空纤维膜的喷头结构示意图；
其中，1.多孔支撑体层，2.内腔，3.超薄皮层，4.溶液入口，5.空气出口，6.除湿器，7.管状中空纤维膜，8.溶液出口，9.空气入口，10.端板，11.内壳，12.喷头内腔，13.喷头外腔，14.外壳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明管状中空纤维膜是一种具有两层结构的膜。所述两层结构由多孔支撑体层1和超薄皮层3组成，所述多孔支撑层1是海绵状多孔结构，表面超薄皮层3是致密的结构；所述多孔支撑层的厚度为50～210μm，超薄皮层的厚度为5～20μm。内腔2为纤维的中空部分。
如图2-3所示，本发明一种用于实现空气液体除湿的中空纤维膜的工作原理如下：湿空气的除湿在中空纤维膜除湿器10中进行，中空纤维膜除湿器10内部装填无数管状中空纤维膜7，管状中空纤维膜7两端用端板10密封，端板10与除湿器6连接。除湿器6分为管程和壳程，盐溶液走管程，从溶液入口4进入，从溶液出口8流走。湿空气走壳程，从空气入口9进入，横掠过中空纤维膜管束，从空气出口5流走。湿空气和溶液透过管状中空纤维膜在除湿器6中进行湿交换，实现除湿。
本发明的中空纤维膜支撑层用图4所示喷头制造。喷头分为内壳11，喷头内腔12，喷头外腔13和外壳14。内壳11和外壳14构成喷头内腔12和喷头外腔13。喷丝时铸膜液走喷头外腔13，喷头内腔12走氮气，铸膜液喷射进入凝固浴，形成中空纤维膜丝。内腔喷射氮气，保证中空。喷头内腔12直径为0.5～1.2mm；喷头外腔13直径为0.7～2.0mm。形成的管状中空纤维膜壁厚为0.1～1.0mm。
实施例1
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 80wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入5g的石墨烯，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化锂溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜。控制膜厚100μm。该法选用环保型的非溶剂水作为凝胶介质。5分钟后放入洁净的自来水中静置36h去溶剂。去溶剂后的纤维在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.17kw*m-1*K-1。
实施例2
在锥形瓶中配制9g聚偏氟乙烯，1.5g聚乙二醇-2000，90.5g 85wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入7g的石墨烯，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇，7g的二甲基亚砜和1g的氯化锂溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚100μm。该法选用环保型的非溶剂水作为凝胶介质。之后将膜放入洁净的自来水中静置36h去溶剂。在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.19*10-5㎡/s，导热系数为0.17kw*m-1*K-1。
实施例3
在锥形瓶中配制12g聚偏氟乙烯，2g聚乙二醇-2000，84g 90wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的铜粉，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化锂溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3ml/100g。内腔喷空气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚150μm。5分钟后把膜放入洁净的自来水中静置36h去溶剂。去溶剂后的膜在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.17kw*m-1*K-1。
实施例4
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 95wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入7g的铜粉，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化锂溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚200μm。放入洁净的自来水中静置36h去溶剂。去溶剂后的纤维，在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.15*10-5㎡/s，导热系数为0.18kw*m-1*K-1。
实施例5
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 98wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化锂溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚200μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.165kw*m-1*K-1。
实施例6
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 80wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化钙溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚50μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.165kw*m-1*K-1。
实施例7
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 85wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将3g的聚乙烯醇(PVA)，6g的二甲基亚砜和1g的氯化锌溶于90g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至4％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚120μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.165kw*m-1*K-1。
实施例8
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 90wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将5g的聚乙烯醇(PVA)，8g的二甲基亚砜和2g的氯化镁溶于85g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至6％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚210μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.165kw*m-1*K-1。
实施例9
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 85wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化钠溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至3％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚180μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.165kw*m-1*K-1。
实施例10
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 85wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的氯化钾溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至6％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚160μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.2*10-5㎡/s，导热系数为0.164kw*m-1*K-1。
实施例11
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 90wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的硫酸钾溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚140μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.16*10-5㎡/s，导热系数为0.164kw*m-1*K-1。
实施例12
在锥形瓶中配制7g聚偏氟乙烯，1g聚乙二醇-2000，92g 98wt.％N,N-二甲基甲酰胺溶液。控制温度为60℃，充分搅拌4小时溶解，并静置脱泡12小时，呈透明均一铸膜液，加入10g的多壁碳纳米管，放入超声洗涤器中超声20分钟。将4g的聚乙烯醇(PVA)，7g的二甲基亚砜和1g的硫酸氢钾溶于88g水中，在80℃的温度下搅拌一小时得到皮层前液，皮层前液呈无色透明，然后将皮层前液加入至5％的戊二醛溶液中，常温下搅拌2min得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.4ml/100g。内腔喷氮气，把铸膜液用图3所示喷头喷入凝胶浴中成膜，控制膜厚130μm。捞出后在70℃干燥2h后涂覆皮层液，自然风干即得管状中空纤维膜。
该管状中空纤维膜的填装密度为584㎡/m3，水蒸气扩散系数1.16*10-5㎡/s，导热系数为0.165kw*m-1*K-1。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种管状中空纤维膜，其特征是，该纤维膜为中空管状结构，管壁由外向内依次包括皮层和多孔支撑层，其中，皮层的材质为聚乙烯醇，且皮层的厚度为5-20μm，多孔支撑层中含有导热材料，导热材料占多孔支撑层总质量的40-60％。
2.如权利要求1所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，其特征是，将聚偏氟乙烯、致孔剂和导热材料制备成铸膜液，利用中空纤维喷头进行喷丝，喷头内腔用氮气吹扫，外腔喷射铸膜液，喷丝放入凝固浴中，然后将喷丝取出，在喷丝表面涂覆聚乙烯醇溶液后干燥得到管状中空纤维膜。
3.如权利要求2所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，其特征是，其步骤为：
(1)制备铸膜液：以重量份计，取7-12份聚偏氟乙烯、1-2份致孔剂和5-10份导热材料加入有机溶剂得到共100份溶液，混合均匀后得到铸膜液；
(2)喷丝：将铸膜液注入喷头进行喷丝，喷头外腔喷射铸膜液，喷头内腔喷射氮气，形成管状喷丝，将管状喷丝置于凝固浴后，脱除溶剂得到多孔膜；
(3)制备皮层液：将聚乙烯醇、二甲基亚砜和吸湿性金属盐制备成溶液A，并将溶液A加入至戊二醛溶液，混合均匀后得到皮层液：
(4)涂覆：将皮层液涂覆在多孔膜的外侧，包装多孔膜外侧表面均被皮层液润湿，干燥后即得管状中空纤维膜。
4.如权利要求3所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，所述步骤(1)的具体步骤为：聚偏氟乙烯、致孔剂和导热材料加入至有机溶剂中，控制温度为55-65℃，充分搅拌3-5小时溶解，并静置脱泡10-20h，然后超声10-30min，使导热材料均匀分布，形成透明均一的铸膜液。
5.如权利要求3所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，所述步骤(1)中的致孔剂为聚乙二醇，优选为聚乙二醇-2000；所述步骤(1)中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺溶液，优选N,N-二甲基甲酰胺溶液的浓度为80wt.％-98wt.％。
6.如权利要求3所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，所述步骤(1)导热材料为石墨烯、铜粉或多壁碳纳米管。
7.如权利要求3所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，所述步骤(3)的具体步骤为：以重量份计，取3-5份聚乙烯醇、6-8份二甲基亚砜和1-2份吸湿性金属盐溶于水共得到100份溶液，在75-85℃的温度下搅拌1-2小时形成皮层前液，然后将皮层前液加入至质量分数为4-6％的戊二醛溶液中，经搅拌得到皮层液，皮层液中皮层前液的浓度为0.3-0.4ml/100g。
8.如权利要求3所述的一种管状中空纤维膜的制备方法，所述吸湿性金属盐为氯化锂、氯化钙、氯化锌、氯化镁、氯化钠、氯化钾、硫酸钾或硫酸氢钾。
9.利用权利要求1所述的管状中空纤维膜在液体除湿领域、水处理技术领域、新风全热回收技术领域、空调节能技术领域、化工冶金领域、环境保护领域或生化工程领域中的应用。
10.一种中空纤维膜除湿器，其特征是，除湿器内填充权利要求1所述的管状中空纤维膜。
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