CN115025636B

CN115025636B - 一种具有双连续高度贯通孔结构的聚合物超滤膜及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115025636B
Application number: CN202110242563.1A
Authority: CN
Inventors: 刘轶群; 李煜; 潘国元; 张杨; 于浩
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2041-03-05
Also published as: CN115025636A

Abstract

本发明公开了一种具有双连续高度贯通孔结构的聚合物超滤膜及其制备方法和应用。所述超滤膜包括底层和聚合物层，其中聚合物层分为子层和表层，所述表层为窄孔径分布的均匀小孔结构，所述子层为双连续高度贯通的三维网络多孔结构。所述超滤膜同时具有窄孔径分布的小孔结构表层和双连续高度贯通孔结构子层。所述超滤膜通过雾化预处理与非溶剂诱导相分离法制备得到。本发明制备的超滤膜有优异的渗透截留性能，制备工艺方便简单，可实现连续化制备，容易工业化，在水处理、生物、医药、能源等领域有广泛的使用，极具工业应用前景。

Description

一种具有双连续高度贯通孔结构的聚合物超滤膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及膜分离领域，具体地说，是涉及一种具有窄孔径分布的小孔结构表层和双连续高度贯通孔结构子层的非对称的双连续高度贯通孔结构聚合物超滤膜及制备方法和应用。

背景技术

现代社会对水资源的需求越来越大，淡水资源作为我们人类赖以生存的宝贵资源，正越来越受到环境污染的威胁和侵害。而在人类生产和生活中，会不可避免地产生大量废水，需要适当的处理来进行再资源化。其中，膜法净水技术可以有效实现从实验室研究到工业应用上的转变，且能够通过对膜孔径的控制，在常温下实现对不同尺寸和分子量物质的有效分离。其中，超滤(UF)膜目前已在工业和生活等诸多领域得到了广泛应用，例如食品和制药行业中产品的纯化和浓缩，饮用水生产和工业废水处理等。

常用的超滤膜是不对称的，具有一层薄的表皮层，该表层的膜孔覆盖着更开放的结构，从而为膜提供了机械强度。超滤膜的孔径范围从1～100nm，主要的过滤机理是筛分，也称为体积排斥。

在相同外部条件下，膜材料自身的孔隙率，孔径和厚度是影响其分离通量的重要因素。文献(Chemosphere 2019,227,662-669)中报道：采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和羟丙基-β-环糊精(HP-b-CD)作为双成孔剂能够对聚砜(PSf)超滤膜渗透性能的提升起到协同作用。双成孔剂的加入增强了膜的开孔结构，使膜表面孔径与横断面指状孔增大。文献(Journal of Membrane Science 2020,612,118382)中报道：由沉积在无纺布上的电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维做为支撑层，纳米纤维素复合PAN作为表皮层制备得到高通量纳米纤维超滤膜的渗透性能得道了显著提升。分离层中形成的互穿纳米纤维-聚合物网络，大大增强了复合膜的机械强度，并提供了水通道。而对于液体分离膜来讲，众所周知，静电纺丝方法制膜效率较低，制备成本高。此外还有有机无机杂化金属网膜(CN110280222A)、膜表面化学接枝(CN109499393A)等方法，但也存在分离应用范围较窄、制备工艺复杂、成本高等问题。

因此，提供一种不仅能满足分离膜分离性能要求，同时满足原材料价格低，制备成本低，制备工艺简单的高性能超滤膜显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种高性能聚合物超滤膜及制备方法和应用。该超滤膜制备过程效率高，水通量大且同时具有窄孔径分布的小孔结构分离表层和双连续高度贯通孔结构子层。

本发明的目的之一是提供一种具有双连续高度贯通孔结构的聚合物超滤膜，包括底层和聚合物层，其中聚合物层分为子层和表层，所述表层为窄孔径分布的均匀小孔结构，所述子层为双连续高度贯通的三维网络多孔结构。

所述聚合物层为不对称结构，其具有一层薄的表层，所述表层起到分离和筛分作用；以及与底层贴合的子层，子层具有双连续高贯通结构可以减少水传递阻力，增加水通量。

所述表层为具有窄孔径分布的小孔结构分离层，所述表层的平均孔径为2～100nm。

所述子层为互相贯通的三维网络多孔结构，其孔结构高度贯通并具有较大的孔隙率。所述双连续孔结构为三维无规的多孔型结构，这种孔结构互相贯通呈现三维网络结构。

所述子层的断面为沿膜厚度方向上形貌基本保持一致的聚合物纤维骨架和孔洞的结构，即所述子层断面为沿膜厚度方向上分布着聚合物纤维骨架和同一类型孔洞的结构，所述的同一类型孔洞是指整个子层断面看其上分布的孔洞类型是同一种类型，并不存在子层具有不同类型孔洞的现象。例如传统的非溶剂相分离法得到的超滤膜的就经常会有不同类型孔洞结构同时出现在子层断面上，通常包括海绵状孔结构和大的指状孔结构。

所述聚合物层制备用聚合物可以为本领域常规的选择，包括但不限于聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乳酸、聚酰胺、壳聚糖、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚三氟氯乙烯、有机硅树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物类等，以及它们改性后的聚合物中的至少一种。

所述聚合物层通过雾化预处理与非溶剂诱导相分离法制备得到。

所述底层可采用现有技术中作为涂覆高分子溶液的支撑层材料，可以包括但不限于选自无纺布、有纺布、聚酯筛网、静电纺丝膜中的至少一种。

所述底层的厚度为50～300μm，所述子层的厚度为10～60μm，所述表层的厚度为0.5～5μm。

所述聚合物层的孔隙率为40～90％，优选为60～90％，更优选为70～90％。

本发明目的之二为提供所述具有双连续高度贯通孔结构的聚合物超滤膜的制备方法，包括将所述聚合物的溶液在底层上刮铸成膜，然后经雾化预处理结合非溶剂诱导相分离法制成所述超滤膜。

本发明的雾化预处理方法与通常意义上的蒸汽诱导相分离(VIPS)有很大的区别，后者是指在一定的高湿度(或者饱和湿度)条件下发生相分离，不会涉及雾化的液滴浴。

本发明制备方法中，聚合物层成膜分为两步，即雾化预处理工艺结合非溶剂诱导相分离，首先在雾化液滴浴中停留进行部分诱导相分离，接着浸入非溶剂凝固浴进行完全相分离。

所述超滤膜的制备方法优选可按以下步骤进行：

1)将包含聚合物的组分溶解于溶剂中配制铸膜液；

2)将铸膜液在底层上刮铸成膜；

3)进行雾化预处理，雾化预处理为在雾化的液滴浴中停留一定时间，其中将底层面朝向雾化液滴，并保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴；

4)浸入凝固浴，得到所述聚合物超滤膜。

所述聚合物可选自本领域通常的过滤膜用聚合物材料。使用的聚合物材料可以包括但不限于：聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乳酸、聚酰胺、壳聚糖、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚三氟氯乙烯、有机硅树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物类等，以及它们改性后的聚合物中的至少一种。

步骤1)中，所述铸膜液中聚合物的浓度为60～200g/L，优选为80～180g/L。

所述铸膜液中还可以包含常用的添加剂等组分。

所述制膜添加剂为可以为在制膜聚合物良溶剂中互溶且具有亲水性的高分子材料，可以包括但不限于：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇、丙二醇、丙酮、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物等中的至少一种。所述制膜添加剂也可以包括通常过滤膜制备过程中所需的常用无机盐致孔剂、不良溶剂和/或者各种无机纳米粒子如纳米级的无机填料，包括但不限于：氯化锌、氯化锂、氯化镁、溴化锂、水、各种小分子醇等；无机填料有二氧化锰、二氧化硅、氧化锌等。

制膜添加剂的用量是常规用量，本发明中可优选：所述高分子添加剂浓度为1～200g/L；所述小分子添加剂的浓度为0.5～50g/L。

步骤1)中，所述溶剂为可以溶解所述制膜聚合物和制膜添加剂的良溶剂，其包括但不限于N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜、四氢呋喃、二氧六环、乙腈、氯仿、polarclean溶剂、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、六甲基磷酸铵、四甲基脲、乙腈、甲苯、己烷、辛烷等中的至少一种，铸膜液配制时间和温度依铸膜材料决定。

步骤2)中，将铸膜液均匀涂覆在底层上进行刮膜。

涂覆有铸膜液所需的底层材料可采用现有技术中作为涂覆高分子溶液的支撑层材料或基底材料，可以包括但不限于：无纺布、有纺布、聚酯筛网和静电纺丝膜等多孔支撑材料。

步骤2)中，用所述铸膜液涂覆湿膜，厚度没有特别限定，优选刮膜厚度为50～500μm，更优选为75～300μm。

步骤3)中，所述雾化预处理，即是将铸膜液涂覆后，将其底层面朝向雾化液滴，在雾化的液滴浴中停留接触一定时间，并保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴。

其中获得雾化液滴浴的方法没有特别限定，可采用常规的各种液体雾化的方法，例如压力雾化、转盘雾化、高压气流雾化、超声波雾化等方法。

雾化预处理时间优选为1s～60s，更优选为2s～40s。

所述液滴浴中液滴的尺寸优选为1～50μm，更优选为3～30μm。

单位膜面积的所需的雾化量为2.5～20L/m²·h，优选为10～17L/m²·h。

雾化预处理中液滴为所述铸膜聚合物的不良溶剂，可以为水、乙醇、乙二醇等组份中的至少一种，也可以是水与极性非质子溶剂、表面活性剂或其它溶剂组成的，还也可是盐、酸、碱的溶液。

所述保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴的方式可采用如遮蔽保护、吹气保护等。

步骤4)中所述凝固浴为所述铸膜聚合物的不良溶剂，可以为水、乙醇、乙二醇等组份中的至少一种，也可以是水与极性非质子溶剂或其它溶剂混合而成，如氢氧化钠水溶液。

本发明目的之三为提供所述制备方法得到的聚合物超滤膜。

本发明目的之四为提供所述的聚合物超滤膜或者所述制备方法得到的聚合物超滤膜在在水处理、生物、医药、能源等领域中的应用。

与现有技术相比，本发明的特点在于：

本发明公开的方法中制备的超滤膜结构特殊，该超滤膜具有窄孔径分布的小孔分离表层和双连续高度贯通孔结构的子层，子层具有较大的孔隙率，可以有效降低超滤膜的传质阻力，在保持膜具有高截留率的前提下，大幅度提高膜的渗透通量。本发明仅需要在传统的非溶剂诱导相转化法制备工艺基础上加上雾化预处理的工艺即可。兼具制备过程简单、原料易得、成本低廉等特点，可用于连续大规模制备分离膜材料，易于产业化应用，在水处理、生物、医药、能源等领域有广泛的使用，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为实施例3超滤膜的表面形貌图。

图2为实施例5超滤膜的表面形貌图。

图3为对比例1超滤膜的表面形貌图。

图4为对比例2超滤膜的表面形貌图。

图5为实施例8超滤膜的表面形貌图。

图6为实施例8超滤膜的断面形貌图。

图7为图6的局部放大图。

图8为实施例9超滤膜的表面形貌图。

图9为实施例10超滤膜的表面形貌图。

图10为对比例3超滤膜的表面形貌图。

图11为对比例3超滤膜的断面形貌图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在以下具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，由此而形成的技术方案属于本说明书原始公开内容的一部分，同时也落入本发明的保护范围。

在下面的实例中，本申请提供一种高性能超滤膜，该分离膜由制膜聚合物经雾化预处理工艺结合非溶剂诱导相分离而成。其中分离膜的聚合物层分为子层和表层，子层具有高度贯通的双连续孔结构，该孔结构由三维无规骨架构成。

超滤膜的纯水通量与截留率，是评价超滤膜选择渗透性能的重要指标。在一定操作压力和一定温度下，在单位时间内渗透通过单位膜面积的纯水的体积，是表征超滤膜性能的一个重要指标。本实验过程中超滤膜的纯水通量的测试是在操作压力为0.1MPa、水温为25℃的条件下进行。在一定时间内，准确测量滤出溶液的体积后，通过公式计算得到纯水通量J。

J＝V/(S·t)，

式中：J代表超滤膜的纯水通量(L/m²h)，V代表滤出液的体积(L)，S代表超滤膜的有效面积(m²)，t代表达到滤出液的体积V时所用时间(h)。

截留率是表征超滤膜性能的另一个重要指标，要求超滤膜对该物质的截留率在90％以上。在0.2MPa的操作压力下，以温度为25℃的0.1g·L^-1的牛血清白蛋白(BSA)水溶液作为测试溶液，对自制的超滤膜进行BSA截留率测试，作为测试溶液的BSA分子量为67KDa。测试时，在室温下采集滤出液后，在280nm波长处通过紫外光栅分光光度计来测定BSA测试溶液和滤出液的吸光度值A，通过公式计算出超滤膜对BSA的截留率。

式中：R代表BSA的截留率；C_p代表滤出液的浓度；C_j代表测试溶液的浓度；A_p代表滤出液的吸光度；A_j代表测试溶液的吸光度。

膜微观形貌由日立S-4800型高分辨场发射扫描电镜(FESEM)观察膜片的断面形貌，膜的平均孔径是通过液体渗透法测定的。

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语属于本申请领域的通用定义。

本发明实施例中，所用化学试剂均为市售产品，除非单独提出，都没有特殊提纯处理。

喷雾设备：超声波加湿器选用浩奇HQ-JS130H。

实施例1

将12g聚砜溶于88g polarclean溶剂中，100℃下加热搅拌成均匀溶液，抽真空脱泡；然后采用连续刮膜机将其刮涂在无纺布上，涂布时塞尺厚度控制为200μm，然后将涂布后膜的背面(无纺布侧，反向)朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留5s，并保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴，雾化量为6.2L/m²·h；再将上述薄膜浸入去离子水凝固浴中完全相分离；经过水洗后得到分离膜。

其中，所述分离膜的无纺布的厚度为85μm，所述子层的厚度为45μm，所述表层的厚度为2.2μm，所述表层的平均孔径为20nm。

实施例2

按照实施例1的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段采用雾化液滴的雾化量为10L/m²·h。

其中，所述子层的厚度为47μm，所述表层的厚度为1.7μm，所述表层的平均孔径为21nm。

实施例3

按照实施例1的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段采用雾化液滴的雾化量为17L/m²·h，表面形貌见图1。

其中，所述子层的厚度为50μm，所述表层的厚度为1.5μm，所述表层的平均孔径为23nm。

实施例4

按照实施例3的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留3s。

其中，所述子层的厚度为48μm，所述表层的厚度为1.6μm，所述表层的平均孔径为21nm。

实施例5

按照实施例3的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留8s，膜的表面形貌见图2。

其中，所述子层的厚度为52μm，所述表层的厚度为1.2μm，所述表层的平均孔径为178nm。

对比例1

按照实施例3的方法制备超滤膜，不同的是，在超滤膜制备过程中，将膜涂覆有铸膜液的一面(正向)朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留5s，经过水洗后得到分离膜，膜的表面形貌见图3。

其中，所述膜的平均孔径为410nm。

对比例2

按照实施例1的方法制备超滤膜，不同的是，在超滤膜制备过程中，不经雾化预处理阶段，直接将涂布后的膜浸入去离子水凝固浴中进行完全相分离，经过水洗后得到分离膜，膜的表面形貌见图4。

其中，所述膜的平均孔径为17nm。

在操作压力为0.1MPa、温度为25℃的测试条件下，使用去离子水测试上述实施例1-5和对比例1-2制备得到超滤膜的纯水通量。并在0.2MPa、温度为25℃的测试条件下，测试实施例1-5和对比例1-2制备得到超滤膜的BSA截留率。测试的所得结果见表1。

表1

从实施例1-3和对比例2可以看出，经过对涂布后的膜背面进行雾化预处理后，所制得的超滤膜纯水通量大幅提高；雾化量大小对膜纯水通量影响较大，膜纯水通量随着雾化量增大而增加。从实施例3-5和对比例1-2可以看出，膜背面经过雾化预处理后，膜的纯水通量随着雾化时间的提高而提高；当雾化时间在5s内，膜的BSA截留率基本保持恒定；当雾化时间达到8s时，膜的BSA截留率有明显下降；当膜正面经过雾化预处理后，膜的BSA截留率大幅度降低。

对形貌而言，在膜背面朝向雾化液滴预处理5s内，超滤膜上表面呈现均匀小孔结构，未经雾化预处理与经过处理的超滤膜表面平均孔径皆分布较窄，平均孔径大小保持恒定，为20±3nm。膜表面孔数和膜体积孔隙率随着雾化时间的增大而增加。随着雾化时间的进一步增加(大于5s)且膜正面朝向雾化液滴浴时，膜上表面更加粗糙且呈现微米级大孔结构。

实施例6

将12g聚丙烯腈溶于88g DMF溶剂中，50℃下加热搅拌成均匀溶液，抽真空脱泡；然后采用连续刮膜机将其刮涂在无纺布上，涂布时塞尺厚度控制为200μm，然后将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留10s，并保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴，雾化量为17L/m²·h；再将上述薄膜浸入去离子水凝固浴中完全相分离；经过水洗后得到分离膜。

其中，所述子层的厚度为45μm，所述表层的厚度为2.4μm，所述表层的平均孔径为18nm。

实施例7

按照实施例6的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留20s。

其中，所述子层的厚度为47μm，所述表层的厚度为1.9μm，所述表层的平均孔径为20nm。

实施例8

按照实施例6的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留30s，表面及断面形貌见图5和6-7。

其中，所述子层的厚度为50μm，所述表层的厚度为1.8μm，所述表层的平均孔径为24nm。

实施例9

按照实施例6的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留40s，表面形貌见图8。

其中，所述子层的厚度为52μm，所述表层的厚度为1.6μm，所述表层的平均孔径为62nm。

实施例10

按照实施例6的方法制备超滤膜，不同的是，在雾化预处理阶段将涂布后膜的背面朝向去离子水超声波雾化得到的液滴浴，在液滴浴中停留50s，表面形貌见图9。

其中，所述子层的厚度为55μm，所述表层的厚度为1.5μm，所述表层的平均孔径为254nm。

实施例11

按照实施例8的方法制备超滤膜，不同的是，在配置铸膜液的过程中，在铸膜液体系中PAN的添加量为14％。

其中，所述子层的厚度为53μm，所述表层的厚度为2.1μm，所述表层的平均孔径为17nm。

实施例12

按照实施例8的方法制备超滤膜，不同的是，在配置铸膜液的过程中，在铸膜液体系中添加0.5％的聚合物添加剂聚乙烯吡咯烷酮，分子量为58000Da。

其中，所述子层的厚度为51μm，所述表层的厚度为1.5μm，所述表层的平均孔径为22nm。

对比例3

按照实施例6的方法制备超滤膜，不同的是，在超滤膜制备过程中，不经雾化预处理阶段，直接将超滤膜浸入溶剂凝固浴进行完全相分离，经过水洗后得到分离膜，膜表面及断面形貌见图10和图11。

其中，所述膜的平均孔径为17nm。

对比例4

按照实施例11的方法制备超滤膜，不同的是，在超滤膜制备过程中，不经雾化预处理阶段，直接将涂覆后的膜浸入去离子水凝固浴进行完全相分离，经过水洗后得到分离膜。

其中，所述膜的平均孔径为15nm。

对比例5

按照实施例12的方法制备超滤膜，不同的是，在超滤膜制备过程中，不经雾化预处理阶段，直接将涂覆后的膜浸入溶剂凝固浴进行完全相分离，经过水洗后得到分离膜。

其中，所述膜的平均孔径为21nm。

在操作压力为0.1MPa、温度为25℃的测试条件下，使用去离子水测试上述实施例6-12和对比例3-5制备的超滤膜的纯水通量。在0.2MPa、温度为25℃的测试条件下，测试上述实施例6-12和对比例3-5制备的超滤膜的BSA截留率。测试的所得结果见表2。

表2

从实施例6-10和对比例3可以看出，在涂布后的膜背面朝向雾化液滴预处理后，所制得的超滤膜的纯水通量随着雾化时间的提高而提高；在雾化时间0-40s的范围内，超滤膜的BSA截留率基本保持恒定，而雾化时间达到并超过40s后，膜的截留率下降明显。

形貌方面，在雾化时间0-40s内，超滤膜上表面呈现均匀小孔结构，未经雾化预处理和经过雾化处理的超滤膜表面平均孔径皆分布较窄，为20±3nm。超滤膜表面孔数和体积孔隙率随着雾化时间的增加而增加。与未经雾化预处理的超滤膜相比，经过雾化处理超滤膜的横断面形貌有明显差异，呈现均一的双连续高贯通三维孔结构，而未经雾化的超滤膜横断面为传统的指状大孔及海绵孔结构；当雾化时间达到并超过40s后，膜倾向于形成表面粗糙大孔、横断面双连续高度贯通孔结构的微滤膜。

从实施例11-12和对比例4-5可以看出，雾化预处理对膜结构和性能的影响对经增加铸膜液固含量及使用添加剂制备得到的超滤膜同样适用。

Claims

1.一种具有双连续高度贯通孔结构的聚合物超滤膜，包括底层和聚合物层，其中聚合物层分为子层和表层，所述表层为窄孔径分布的均匀小孔结构，所述子层为双连续高度贯通的三维网络多孔结构；

所述聚合物超滤膜通过以下步骤制备：

1）将包含聚合物的组分溶解于溶剂中配制铸膜液；

2）将铸膜液在底层上刮铸成膜；

3）进行雾化预处理，雾化预处理为在雾化的液滴浴中停留，其中将底层面朝向雾化液滴，并保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴；

4）浸入凝固浴，得到所述聚合物超滤膜；

所述聚合物为聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乳酸、聚酰胺、壳聚糖、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚三氟氯乙烯、有机硅树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物以及它们的改性聚合物中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的聚合物超滤膜，其特征在于：

所述底层选自无纺布、有纺布、聚酯筛网、静电纺丝膜中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的聚合物超滤膜，其特征在于：

所述表层的平均孔径为2~100 nm。

4.根据权利要求1所述的聚合物超滤膜，其特征在于：

所述底层的厚度为50~300μm，所述子层的厚度为10~60μm，所述表层的厚度为0.5~5μm。

5.根据权利要求1所述的聚合物超滤膜，其特征在于：

所述聚合物层的孔隙率为40~90%。

6.根据权利要求1所述的聚合物超滤膜，其特征在于：

所述聚合物层的孔隙率为60~90%。

7.一种根据权利要求1~6之任一项所述的聚合物超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1）将包含聚合物的组分溶解于溶剂中配制铸膜液；

2）将铸膜液在底层上刮铸成膜；

4）浸入凝固浴，得到所述聚合物超滤膜。

8.根据权利要求7所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中，

所述铸膜液中聚合物的浓度为60~200 g/L；和/或，

所述溶剂选自所述聚合物的良溶剂。

9.根据权利要求8所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：

所述铸膜液中聚合物的浓度为80~180 g/L。

10.根据权利要求7所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：

步骤2）中，刮膜厚度为50~500μm。

11.根据权利要求10所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：

刮膜厚度为75~300μm。

12.根据权利要求7所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：步骤3）中，

所述液滴浴中液滴的尺寸为1~50μm；和/或，

雾化预处理时间为1s~60s；和/或，

单位膜面积所需的雾化量为2.5~20 L/m²·h；和/或，

液滴为所述聚合物的不良溶剂。

13.根据权利要求12所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：

所述液滴浴中液滴的尺寸为5~18μm；和/或，

雾化预处理时间为2s~40s；和/或，

单位膜面积所需的雾化量为10~17 L/m²·h。

14.根据权利要求7所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：

步骤4）中，所述凝固浴为所述聚合物的不良溶剂。

15.根据权利要求8或12或14所述的聚合物超滤膜的制备方法，其特征在于：

所述聚合物的良溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜、四氢呋喃、二氧六环、乙腈、氯仿、polarclean溶剂、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、六甲基磷酸铵、四甲基脲、甲苯、己烷、辛烷中的至少一种；

所述聚合物的不良溶剂选自水、乙醇、乙二醇中的至少一种。

16.根据权利要求7~15之任一项所述制备方法得到的聚合物超滤膜。

17.权利要求1~6之任一项所述的聚合物超滤膜或者权利要求7~15之任一项所述制备方法得到的聚合物超滤膜在水处理、生物、医药、能源领域中的应用。