DE102013105695A1

DE102013105695A1 - Asymmetrische ePTFE-Membran

Info

Publication number: DE102013105695A1
Application number: DE102013105695A
Authority: DE
Inventors: Yit-Hong Tee; Vishal Bansal; Christopher Keller
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: BHA Altair LLC
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2013-12-05
Also published as: JP2013252520A; GB201309948D0; GB2504597A; CN103464007A; KR20130136921A; US20130319924A1

Abstract

Es ist ein Membrandestillationssystem zur Destillation von Flüssigkeiten geschaffen. Das Membrandestillationssystem enthält eine Wärmeerzeugungseinrichtung zur Erwärmung einer nicht destillierten Flüssigkeit. Das Membrandestillationssystem enthält ferner eine mikroporöse Membran, die asymmetrisch und dampfdurchlässig ist. Die mikroporöse Membran enthält eine hydrophile Schicht und eine hydrophobe Schicht. Das Membrandestillationssystem enthält ferner eine Zuführeinrichtung zur Lieferung der erwärmten nicht destillierten Flüssigkeit zu der hydrophilen Schicht der mikroporösen Membran. Eine Sammeleinrichtung ist ferner zur Sammlung destillierter Flüssigkeit von der hydrophoben Schicht der mikroporösen Membran vorgesehen. Ein Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Membran zur Verwendung in dem Membrandestillationssystem ist ebenfalls geschaffen.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Flüssigkeitsdestillation und insbesondere die Flüssigkeitsdestillation unter Verwendung einer Membran aus asymmetrischem expandierten Polytetrafluorethylen (ePTFE).
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Dampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige mikroporöse Membranen sind bekannt und werden in vielen unterschiedlichen Anwendungen verwendet. Derartige mikroporöse Membranen werden zum Beispiel in Membrandestillationssystemen zur Destillation von Flüssigkeiten verwendet. Kurz zusammengefasst, kann das Membrandestillationssystem Abhitze einbeziehen, um eine nicht destillierte Flüssigkeit zu erhitzen, woraufhin die erhitzte, nicht destillierte Flüssigkeit zu der mikroporösen Membran geliefert wird. Dampf aus der nicht destillierten Flüssigkeit tritt durch die mikroporöse Membran hindurch, wobei der Dampf anschließend zu einer destillierten Flüssigkeit kondensiert. In der Vergangenheit sind in derartigen Membranendestillationssystemen vollständig hydrophobe Membranen verwendet worden. Ebenso sind an einer oder mehreren Oberflächen der hydrophoben Membran Grenzschichten vorgesehen, um die Beständigkeit gegen Fouling zu verbessern. Jedoch verläuft eine Diffusion durch diese vollständig hydrophoben Membranen, die Grenzschichten aufweisen, relativ langsam, da der Dampf zunächst durch die Grenzschichten hindurchtreten und anschließend die vollständig hydrophobe Membran durchdringen muss. Eine vollständig hydrophobe Membran in dem Membrandestillationssystem zeigt einen weniger als wünschenswerten Wasserdampfpermeationsfluss, beispielsweise in einem Bereich von etwa 5–60 l/m²/h, und ist für Fouling durch Benetzung der inneren Poren anfällig. Demgemäß würde es nützlich sein, ein Membrandestillationssystem mit einer mikroporösen Membran zu schaffen, die einen erhöhten Wasserdampfpermeationsfluss und eine verbesserte Beständigkeit gegen Fouling aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Folgende stellt eine vereinfachte Kurzbeschreibung der Erfindung dar, um ein Grundverständnis über einige beispielhafte Aspekte der Erfindung zu schaffen. Diese Kurzbeschreibung stellt keine umfassende Übersicht über die Erfindung dar. Außerdem soll diese Kurzbeschreibung weder entscheidende Elemente der Erfindung identifizieren, noch den Umfang der Erfindung abgrenzen. Der einzige Zweck der Kurzbeschreibung besteht darin, einige Konzepte der Erfindung in einer vereinfachten Form als eine Einführung für die detaillierte Beschreibung, die später dargeboten wird, zu präsentieren.
Gemäß einem Aspekt ergibt die vorliegende Erfindung ein Membrandestillationssystem zur Destillation von Flüssigkeiten. Das Membrandestillationssystem enthält eine Wärmeerzeugungseinrichtung zur Erwärmung einer nicht destillierten Flüssigkeit. Das Membrandestillationssystem enthält ferner eine mikroporöse Membran, die asymmetrisch und dampfdurchlässig ist, wobei die mikroporöse Membran eine hydrophile Schicht und eine hydrophobe Schicht enthält. Das Membrandestillationssystem enthält ferner eine Zuführeinrichtung zur Zuführung der erwärmten nicht destillierten Flüssigkeit zu der hydrophilen Schicht der mikroporösen Membran und eine Sammeleinrichtung zum Sammeln destillierter Flüssigkeit aus der hydrophoben Schicht der mikroporösen Membran.
Gemäß einem weiteren Aspekt ergibt die vorliegende Erfindung eine mikroporöse Membran, die dampfdurchlässig ist, zur Destillation von Flüssigkeiten. Die Membran enthält eine hydrophile Schicht, die an einer ersten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist. Die mikroporöse Membran enthält ferner eine hydrophobe Schicht, die an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist. Die erste Seite der mikroporösen Membran ist in Bezug auf die zweite Seite der mikroporösen Membran asymmetrisch.
Gemäß einem weiteren Aspekt ergibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer mikroporösen Membran, die dampfdurchlässig ist, zur Verwendung in einem Membrandestillationssystem. Das Verfahren enthält den Schritt einer Bereitstellung einer hydrophoben mikroporösen Membran. Das Verfahren enthält ferner den Schritt einer Behandlung einer ersten Seite der hydrophoben mikroporösen Membran mit energetischen Quellen und eines Beschichtens der ersten Seite mit hydrophilen Teilen, um die hydrophilen Teile mit der ersten Seite kovalent zu verbinden. An sich ist die erste Seite der hydrophoben mikroporösen Membran hydrophil, und eine zweite Seite ist hydrophob.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute auf dem Gebiet, die die vorliegende Erfindung betrifft, beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offenkundig, in denen zeigen:
1 eine schematisierte Darstellung eines beispielhaften Membrandestillationssystems gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematisierte Ansicht einer beispielhaften mikroporösen Membran zur Verwendung in dem Membrandestillationssystem nach 1, wobei die mikroporöse Membran eine hydrophile Schicht aufweist, die zu einer gegenüberliegenden hydrophoben Schicht asymmetrisch ist;
3 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Teils der mikroporösen Membran innerhalb des Membrandestillationssystems nach 1 und unter Veranschaulichung einer offenen mikroskopischen Porosität, die durch an Knoten verbundene Fibrillen definiert wird, und
4 eine weitere vergrößerte Ansicht eines Teils aus 3 und unter Veranschaulichung von Bestandteilen der mikroporösen Membran, die ein Substrat mit einer an dem Substrat haftenden Beschichtung mit hydrophilen Teilen enthalten, die die Poren der mikroporösen Membran nicht verstopft.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen, die einen oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung enthalten, sind beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht. Diese veranschaulichten Beispiele sollen keine Beschränkung bezüglich der vorliegenden Erfindung darstellen. Zum Beispiel können ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung in anderen Ausführungsformen und sogar anderen Arten von Vorrichtungen verwendet werden. Außerdem wird hierin eine bestimmte Terminologie lediglich der Zweckmäßigkeit wegen verwendet, und sie soll nicht als eine Beschränkung bezüglich der vorliegenden Erfindung aufgefasst werden. Noch weiter werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung der gleichen Elemente verwendet.
1 veranschaulicht eine schematisierte Ansicht eines beispielhaften Membrandestillationssystems 10 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Kurz zusammengefasst, enthält das Membrandestillationssystem 10 eine mikroporöse Membran 20, die eine nicht destillierte Flüssigkeit 14 zu einer destillierten Flüssigkeit 26 filtert. Die mikroporöse Membran 20 kann eine erste Seite 21 (2), die eine hydrophile Schicht 30 enthält, und eine gegenüberliegende zweite Seite 22 enthalten, die eine hydrophobe Schicht 32 enthält. Die nicht destillierte Flüssigkeit 14 wird zu der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20 geliefert, woraufhin Dampf aus der nicht destillierten Flüssigkeit 14 durch die hydrophile Schicht und durch die hydrophobe Schicht zu der zweiten Seite 22 hindurchtritt. Der Dampf kondensiert anschließend zu der destillierten Flüssigkeit 26. Wie nachstehend in Einzelheiten beschrieben, ist die mikroporöse Membran 20 asymmetrisch, indem sie die hydrophile Schicht 30 auf einer Seite und die hydrophobe Schicht 32 auf der entgegengesetzten Seite aufweist. Indem sie asymmetrisch ist, zeigt die mikroporöse Membran 20 einen erhöhten Wasserpermeationsfluss und eine vergrößerte Beständigkeit gegen Fouling.
Es sollte erkannt werden, dass das Membrandestillationssystem 10 nach 1 für anschauliche Zwecke etwas allgemein/schematisch dargestellt ist. Das Membrandestillationssystem 10 kann in einer Anzahl industrieller Anwendungen verwendet werden. Die industriellen Anwendungen können die Abscheidung von Verunreinigungen aus einer oder mehreren Flüssigkeiten, beispielsweise zur Wasserreinigung, enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In einem anderen Beispiel kann das Membrandestillationssystem 10 an einer Anzahl von Stellen verwendet werden, die überschüssige Abhitze aus industriellen Prozessen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Fabriken, heißen Quellen, Solarenergiestandorten oder dergleichen, enthalten. Es sollte erkannt werden, dass das Membrandestillationssystem 10 auch an anderen Orten, wie beispielsweise in Kraftwerksanlagen, Kernreaktoren, etc. umgesetzt werden könnte.
Das Membrandestillationssystem 10 enthält eine Wärmeerzeugungseinrichtung 12. Die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 ist in 1 schematisch dargestellt, da die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 eine Anzahl unterschiedlicher Strukturen enthalten kann. Die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 hält die nicht destillierte Flüssigkeit 14 bei einer relativ hohen Temperatur. Die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 kann zum Beispiel Abhitze, niederwertige Wärme oder dergleichen enthalten, die von dem vorstehend erwähnten industriellen Prozess aus erzeugt wird. In einem Beispiel könnte die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 Abhitze aus einem Kraftwerk, aus Solarenergie, geothermischer Energie oder dergleichen, enthalten. Natürlich sollte erkannt werden, dass die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 nicht auf die vorerwähnten Beispiele beschränkt ist und dass sie annähernd jede beliebige Art einer Struktur oder eines Prozesses umfassen kann, die bzw. der Wärme erzeugt, um die nicht destillierte Flüssigkeit 14 zu erwärmen. In weiteren Beispielen ist die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 nicht auf Abhitze beschränkt, und sie könnte auch vielfältige Strukturen, die Wärme erzeugen, wie beispielsweise Brenner, Kessel, Wärmetauscher oder dergleichen, enthalten.
Das Membrandestillationssystem 10 enthält ferner die nicht destillierte Flüssigkeit 14. Die nicht destillierte Flüssigkeit 14 wird durch die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 erwärmt. Die nicht destillierte Flüssigkeit 14 kann eine beliebigen Anzahl unterschiedlicher Flüssigkeiten enthalten. Z. B. könnte die nicht destillierte Flüssigkeit 14 nicht destillierte und/oder unreine Flüssigkeiten, wie beispielsweise Meerwasser, Brackwasser, Frischwasser, oder nahezu eine beliebige sonstige Art eines verunreinigten/nicht-gefilterten Wassers enthalten. In weiteren Beispielen ist die nicht destillierte Flüssigkeit 14 nicht auf ein Fluid (z. B. Wasser) beschränkt, sondern kann Kombinationen von Flüssigkeit und Feststoffen, wie beispielsweise halbfeste Flüssigkeiten oder dergleichen enthalten. In der Tat könnte die nicht destillierte Flüssigkeit 14 eine Anzahl unterschiedlicher Flüssigkeiten oder halbfester Flüssigkeiten enthalten, die eine unerwünschte Substanz, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, gelöster Substanzen, gelöster Gase, Salze, Schwebstoffe, etc., enthalten können. Die nicht destillierte Flüssigkeit 14 kann sich in der Nähe des industriellen Prozesses befinden. Z. B. kann die nicht destillierte Flüssigkeit 14 an einer nahe gelegenen Wasserstelle, wie beispielsweise einem Meer, See, Teich, Sumpf, etc., vorgefunden werden. Wie allgemein bekannt, könnte die nicht destillierte Flüssigkeit 14 in einer Speichereinrichtung, wie beispielsweise einem Tank, einem Behälter, etc., aufgenommen sein.
Das Membrandestillationssystem 10 enthält ferner eine Zuführeinrichtung 16 zur Zuführung der nicht destillierten Flüssigkeit 14 zu der mikroporösen Membran 20. Die Zuführeinrichtung 16 ist in 1 etwas allgemein dargestellt, da die Zuführeinrichtung 16 eine Anzahl unterschiedlicher Strukturen enthalten kann, die funktionieren, um die nicht destillierte Flüssigkeit 14 zu der mikroporösen Membran 20 zu liefern. Z. B. kann die Zuführeinrichtung 16 eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Rohrleitungen, Rohre, Pumpen und/oder anderer Vorrichtungen enthalten, die verwendet werden können, um eine Flüssigkeit von einer Stelle zu einer anderen zu befördern. In weiteren Beispielen könnte die Zuführeinrichtung 16 ferner Ventile, Durchflussmesser oder dergleichen zur Steuerung der Durchflussrate der nicht destillierten Flüssigkeit 14 zu der mikroporösen Membran 20 enthalten. Ein Vorratstank oder -behälter (nicht veranschaulicht), kann in Strömungsverbindung mit der Zuführeinrichtung 16 vorgesehen sein, so dass die nicht destillierte Flüssigkeit 14 aus den Rohrleitungen, Rohren oder sonstigen Vorrichtungen in den Vorratstank hinein fließen kann, bevor sie die mikroporöse Membran 20 erreicht. Natürlich sollte erkannt werden, dass die Zuführeinrichtung 16 eine beliebige Kombination der vorerwähnten Elemente enthalten kann, um der mikroporösen Membran 20 die nicht destillierte Flüssigkeit 14 zuzuführen.
Das Membrandestillationssystem 10 enthält ferner die mikroporöse Membran 20. Allgemein kann die mikroporöse Membran 20 eine dampfdurchlässige-flüssigkeitsundurchlässige Membran enthalten, die zwei Flüssigkeitskörper trennt, wobei jeder Körper bei einer anderen Temperatur (z. B. einem Temperaturgradienten) gehalten wird. Dieser Temperaturgradient über der mikroporösen Membran 20 erzeugt eine Dampfdruckdifferenz zwischen der ersten Seite 21 (z. B. benachbart zu der nicht destillierten Flüssigkeit 14) und der gegenüberliegenden zweiten Seite 22. Die Temperaturdifferenz zwischen der ersten Seite 21 und der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 kann eine Druckdifferenz vermitteln, die dem Dampf an der ersten Seite 21 ermöglicht, die mikroporöse Membran 20 zu durchdringen und an der kühleren zweiten Seite 22 zu kondensieren. An sich kann der Dampf durch die mikroporöse Membran 20 hindurchtreten und einen Nettofluss reiner Flüssigkeit von der wärmeren ersten Seite 21 zu der kühleren zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 hervorbringen. Der Membrandestillationsprozess über der mikroporösen Membran 20 kann mit drei Grundschritten beschrieben werden. Erstens wird die nicht destillierte Flüssigkeit 14 bei einer höheren Temperatur gehalten, um sie verdampfen zu lassen, wenn sie die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 erreicht. Zweitens dringt der Dampf durch die mikroporöse Membran 20 hindurch. Schließlich kann eine Kondensation eintreten, wenn der Dampf aus der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 austritt.
Das Membrandestillationssystem 10 kann ferner eine Sammeleinrichtung 24 zum Auffangen der destillierten Flüssigkeit 26 von der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 enthalten. Die Sammeleinrichtung 22, wie sie in 1 allgemein/schematisch dargestellt ist, kann ähnliche und/oder identische Strukturen und Vorrichtungen wie die Zuführeinrichtung 16 enthalten. Z. B. kann die Sammeleinrichtung 22 Rohrleitungen, Rohre, Pumpen und/oder (eine) andere Vorrichtung(en) enthalten, die verwendet werden können, um die destillierte Flüssigkeit 26 von einer Stelle (z. B. der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20) zu sammeln und/oder zu einer anderen Stelle zu befördern. Ebenso könnte die Sammeleinrichtung 22 auch Ventile, Durchflussmesser oder dergleichen enthalten, um die Durchflussrate der destillierten Flüssigkeit 26 von der mikroporösen Membran 20 zu steuern. In einem Beispiel enthält die Sammeleinrichtung 22 einen Vorratstank oder -behälter (nicht veranschaulicht), in den die destillierte Flüssigkeit 26 hinein fließt, bevor sie mit den Rohrleitungen, Rohren, etc. weg transportiert wird. Natürlich sollte erkannt werden, dass die Sammeleinrichtung 22 eine beliebige Kombination der vorerwähnten Elemente zum Sammeln der destillierten Flüssigkeit 26 enthalten kann.
Das Membrandestillationssystem 10 kann ferner eine Kühleinrichtung 28 enthalten, um die destillierte Flüssigkeit 26 bei einer Temperatur zu halten, die geringer ist als die nicht destillierte Flüssigkeit 14. Indem die destillierte Flüssigkeit 26 bei einer niedrigeren Temperatur gehalten wird, wird der Temperaturgradient über der mikroporösen Membran 20 erzeugt. Dieser Temperaturgradient kann den Dampftransport durch die mikroporöse Membran 20 antreiben. In einem Beispiel liegt die Temperatur der Umgebungsluft an der zweiten Seite 22 unter derjenigen Temperatur der nicht destillierten Flüssigkeit 14, die zu der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20 geliefert wird, so dass die Kühleinrichtung 28 Umgebungsluft enthalten kann. In anderen Beispielen enthält die Kühleinrichtung 28 Strukturen und/oder Vorrichtungen, die die Temperatur der destillierten Flüssigkeit 26 verringern können. Z. B. kann die Kühleinrichtung 28 Kondensatoren, Kältemittel, Wärmetauscher oder dergleichen enthalten. In weiteren Beispielen kann selbst dann, wenn die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Temperatur der nicht destillierten Flüssigkeit 14, die Kühleinrichtung 28 dennoch vorgesehen sein, um einen hinreichenden Temperaturgradienten zu schaffen, um einen Nettofluss der destillierten Flüssigkeit 26 über die mikroporöse Membran 20 hervorzurufen.
Bezugnehmend auf 2 kann nun die mikroporöse Membran 20 in größeren Einzelheiten beschrieben werden. Es sollte erkannt werden, dass die in 2 veranschaulichte mikroporöse Membran 20 für veranschaulichende Zwecke etwas allgemein dargestellt ist. In der Tat könnte die mikroporöse Membran 20 in weiteren Beispielen eine größere oder kleinere Querschnittsbreite als veranschaulicht aufweisen. Demgemäß enthält die mikroporöse Membran 20, wie sie in 2 dargestellt ist, lediglich ein mögliches Beispiel, da die mikroporöse Membran 20 vielfältige unterschiedliche Abmessungen aufweisen könnte.
Die mikroporöse Membran 20 kann eine beliebige Anzahl hydrophober Materialien enthalten, die dampfdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig sind. In einem Beispiel kann die mikroporöse Membran 20 expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE) enthalten. Jedoch könnte die mikroporöse Membran 20 in weiteren Beispielen andere mikroporöse Materialien enthalten, die eine Flüssigkeit abweisen, während sie den Durchgang von Dampf durch diese hindurch gestatten. Die mikroporöse Membran 20 könnte ferner Polytetrafluorethylen (eTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polypropylen (PP), etc. enthalten. An sich sollte erkannt werden, dass die mikroporöse Membran 20 nicht auf die hierin aufgeführten Beispiele beschränkt ist und dass sie andere hydrophobe Materialien enthalten könnte.
Die mikroporöse Membran 20 erstreckt sich zwischen der ersten Seite 21 und der gegenüberliegenden zweiten Seite 22. Die erste Seite 21 ist benachbart zu der Seite der nicht destillierten Flüssigkeit des Membrandestillationssystems 10 positioniert, während die zweite Seite 22 benachbart zu der Seite der destillierten Flüssigkeit positioniert ist. Die erste Seite 21 kann die nicht destillierte Flüssigkeit 14 empfangen (die in 2 allgemein als eine angesammelte Flüssigkeitsbildung veranschaulicht ist). Ebenso kann die destillierte Flüssigkeit 26 von der zweiten Seite 22 aus gesammelt werden (wie allgemein als Flüssigkeitstropfen in 2 dargestellt). Natürlich sollte erkannt werden, dass die nicht destillierte Flüssigkeit 14 und die destillierte Flüssigkeit 26 in 2 für Veranschaulichungszwecke allgemein dargestellt sind und in weiteren Beispielen jeweils mehr Flüssigkeit oder weniger Flüssigkeit als veranschaulicht enthalten könnten.
Die mikroporöse Membran 20 kann behandelt sein, um einen Teil der mikroporösen Membran 20 hydrophil zu machen. In einem Beispiel ist die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 behandelt, und sie kann hydrophil gemacht werden, während die zweite Seite 22 der mikroporösen Membran 20 hydrophob bleibt. An sich ist ein Teil der mikroporösen Membran 20 hydrophil, während der Rest der mikroporösen Membran 20 hydrophob ist. Wie nachstehend beschrieben ist, kann die mikroporöse Membran 20 auf eine beliebige verschiedene Weise behandelt werden, um die erste Seite 21 hydrophil zu machen.
Es kann nun ein erstes Verfahren zum Behandeln der mikroporösen Membran 20 beschrieben werden. Das erste Verfahren zum Behandeln der mikroporösen Membran 20 kann einen ersten Schritt zum Vorbehandeln der mikroporösen Membran 20 mit energetischen Quellen enthalten, dem ein zweiter Schritt zur Beschichtung der mikroporösen Membran 20 mit hydrophilen Teilen folgt. Am Anfang kann die mikroporöse Membran 20 im Wesentlichen oder vollständig hydrophob sein. In dem ersten Schritt kann die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 zunächst mit energetischen Quellen vorbehandelt werden. Diese energetischen Quellen enthalten Hochfrequenz-Glimmentladungsplasma, Niederdruck-Mikrowellenentladung, Ozon, etc., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In einem weiteren Beispiel kann die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 H₂-Plasma in einem Bereich von etwa 50 Watt bis etwa 150 Watt ausgesetzt werden. Eine Behandlung der mikroporösen Membran 20 mit diesen energetischen Quellen kann relativ starke Kohlenstoff-Fluor-Verbindungen in der mikroporösen Membran 20 spalten, womit freie Radikale erzeugt werden.
Nach dem ersten Schritt der Vorbehandlung der mikroporösen Membran 20 mit energetischen Quellen kann die mikroporöse Membran 20 ferner in dem zweiten Schritt mit hydrophilen Teilen behandelt werden. Insbesondere wird nach der Vorbehandlung der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20 mit den energetischen Quellen die erste Seite 21 anschließend mit den hydrophilen Teilen behandelt. Die hydrophilen Teile können auf die freien Radikale der mikroporösen Membran 20 aufpolymerisiert werden, um kovalente Bindungen zu erzeugen. In einem Beispiel können die hydrophilen Teile eine anhängende Glycidyl-Gruppe, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Polyethylenglycol-Methacrylat (5%–25% in wässriger Lösung), enthalten. Die anhängende Glycidyl-Gruppe kann auf das plasmabehandelte Substrat bei etwa 50°C bis etwa 70°C für etwa 4 Stunden bis etwa 7 Stunden reagieren. Nach dieser Behandlung mit hydrophilen Teilen ist die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 hydrophil gemacht, und sie bildet die hydrophile Schicht 30. Die zweite Seite 21 der mikroporösen Membran 20 bleibt hydrophob und enthält die hydrophobe Schicht 32.
Es sollte erkannt werden, dass die mikroporöse Membran 20 nicht auf das erste Behandlungsverfahren, wie es vorstehend beschrieben ist, beschränkt ist. Insbesondere ist die mikroporöse Membran 20 nicht auf das vorstehend beschriebene erste Verfahren, um einen Teil der mikroporösen Membran 20 hydrophil zu machen, beschränkt. Stattdessen kann nun ein zweites Verfahren zur Behandlung der mikroporösen Membran 20 beschrieben werden.
In dem zweiten Verfahren können die vorstehend erwähnten Schritte, um die mikroporöse Membran 20 hydrophil zu machen (z. B. zunächst Vorbehandeln mit energetischen Quellen mit nachfolgendem Aufpolymerisieren hydrophiler Teile) umgekehrt werden. Z. B. kann die mikroporöse Membran 20 zunächst mit den hydrophilen Teilen beschichtet werden. Insbesondere kann die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 mit den hydrophilen Teilen beschichtet werden und/oder können die hydrophilen Teile darauf aufgebracht werden. In diesem Beispiel wird ein Lösungsmittel, das Wasser und Alkohol enthält, wie beispielsweise Isopropylalkohol, vorgesehen. Das Volumenverhältnis zwischen Wasser und Alkohol kann derart sein, dass eine Zieloberflächenspannung der Lösung in einem Bereich von etwa 30 Dyn/Zentimeter bis etwa 50 Dyn/Zentimeter liegt. Es können hydrophile Teile in dem Lösungsmittel vorgesehen sein. Die hydrophilen Teile in dem Lösungsmittel können Polyvinylalkohol, gekoppelt mit Methacrylat-Seitenketten, enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Nach dem ersten Schritt des Beschichtens der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20 mit den hydrophilen Teilen kann die erste Seite 21 anschließend den energetischen Behandlungsquellen ausgesetzt werden. In einem Beispiel wird die erste Seite 21 den energetischen Behandlungsquellen ausgesetzt, um eine Radikalbildung und kovalente Anbindung der hydrophilen Teile an das Rückgrat der mikroporösen Membran 20 hervorzurufen. Die energetischen Behandlungsquellen enthalten in einem Beispiel eine Elektronenbestrahlung mit einer Dosis in einem Bereich von etwa 5 Kilogray (kGy) bis etwa 15 kGy enthalten. Natürlich sollte erkannt werden, dass eine beliebige Anzahl unterschiedlicher energetischer Behandlungsquellen in Erwägung gezogen werden. Z. B. können die energetischen Behandlungsquellen den vorstehend beschriebenen energetischen Behandlungsquellen ähnlich oder mit diesen identisch sein. Insbesondere können die energetischen Behandlungsquellen Hochfrequenz-Glimmentladungsplasma, Niederdruck-Mikrowellenentladung, Ozon, etc., enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In einem weiteren Beispiel kann die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 mit H₂-Plasma in einem Bereich von etwa 50 Watt bis etwa 150 Watt beaufschlagt werden.
Nachdem die mikroporöse Membran 20 entweder mit dem ersten Verfahren oder mit dem zweiten Verfahren behandelt worden ist (z. B. durch Behandlung der mikroporösen Membran 20 mit energetischen Quellen und Beschichtung der mikroporösen Membran 20 mit den hydrophilen Teilen in beliebiger Reihenfolge), ist die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 hydrophil gemacht, während die zweite Seite 22 der mikroporösen Membran 20 hydrophob bleibt. An sich ist die hydrophile Schicht 30 auf der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20 angeordnet, während die hydrophobe Schicht 32 auf der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 angeordnet ist.
Es sollte erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorerwähnten Verfahren, um einen Teil der mikroporösen Membran 20 hydrophil zu machen, beschränkt sind. Stattdessen kann nahezu jede Art eines Verfahrens, von denen einige allgemein bekannt sein können, verwendet werden, um die hydrophile Schicht 30 an der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20 zu bilden.
Die hydrophile Schicht 30 und die hydrophobe Schicht 32, wie sie in 2 veranschaulicht sind, sind nicht auf die Abmessungen beschränkt, wie sie dargestellt sind. In weiteren Beispielen könnten die hydrophile Schicht 30 und/oder die hydrophobe Schicht 32 jeweils breiter oder schmäler sein, als dies in 2 veranschaulicht ist. In einem möglichen Beispiel kann die hydrophile Schicht 30 ungefähr 10% der gesamten Dicke der mikroporösen Membran 20 (d. h. der Dicke der hydrophilen Schicht 30 zzgl. der Dicke der hydrophoben Schicht 32) umfassen, so dass die hydrophile Schicht 30 etwa 10% der Dicke der mikroporösen Membran 20 aufweist, während die hydrophobe Schicht 32 die restlichen 90% der Dicke der mikroporösen Membran 20 aufweist. In einem anderen Beispiel kann die Dicke der hydrophilen Schicht 30 etwa 0,025 Millimeter (0,001 Zoll) betragen, während die Dicke der mikroporösen Membran 20 in einem Bereich von etwa 0,20 Millimeter (0,008 Zoll) bis etwa 0,23 Millimeter (0,009 Zoll) liegen kann. Natürlich werden andere relative Dicken sowohl der hydrophilen Schicht 30 als auch der hydrophoben Schicht 32 in Betracht gezogen. Insbesondere können die vorerwähnten Verfahren modifiziert werden, um die relativen Abmessungen der hydrophilen Schicht 30 und der hydrophoben Schicht 32 zu verändern.
Wie in 2 veranschaulicht, ist die mikroporöse Membran 20 dampfdurchlässig. Diese Dampfdurchlässigkeitseigenschaft ist etwas schematisch als ein Diffusionsweg 27 dargestellt. Indem die mikroporöse Membran 20 als eine asymmetrische Membran mit der hydrophilen Schicht 30 an der ersten Seite 21 und der hydrophoben Schicht 32 an der zweiten Seite 22 geschaffen ist, ist die Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeitsrate (MVTR, Moisture Vapor Transmission Rate) durch die mikroporöse Membran 20 vergrößert. Insbesondere ist die Dampfdiffusionsrate entlang des Diffusionswegs 27 derart vergrößert, dass die MVTR von der ersten Seite 21 zu der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 vergrößert ist. Dies ist wenigstens zum Teil auf eine Änderung einer Oberflächenenergie der mikroporösen Membran 20 von einer geringen Oberflächenenergie des hydrophoben Materials zu einer relativ hohen Oberflächenenergie an der hydrophilen Schicht 30 zurückzuführen. An sich kann sich die erste Seite 21, wenn die nicht destillierte Flüssigkeit 14 der hydrophilen Schicht 30 der mikroporösen Membran 20 zugeführt wird, wenigstens teilweise mit der nicht destillierten Flüssigkeit 14 benetzen, beispielsweise durch Tränkung der Oberfläche der ersten Seite 21. Die nicht destillierte Flüssigkeit 14 kann anschließend innerhalb der hydrophilen Schicht 30 verdampfen und durch die mikroporöse Membran 20 hindurchtreten.
Weil die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 hydrophil gemacht ist und die hydrophile Schicht 30 enthält, ist eine Diffusionsweglänge des Dampfes durch die mikroporöse Membran 20 verringert. Insbesondere kann die Diffusionsweglänge des Dampfers als eine Strecke definiert sein, die der Dampf von der nicht destillierten Flüssigkeit 14 beim Durchgang durch die mikroporöse Membran 20 zurücklegt. Ferner ist die Dicke der hydrophoben Schicht 32 kleiner als eine Gesamtdicke der mikroporösen Membran 20 (z. B. ein Abstand von der ersten Seite 21 zu der zweiten Seite 22). Da die nicht destillierte Flüssigkeit 14 wenigstens teilweise die Oberfläche der ersten Seite 21 benetzt und wenigstens teilweise in die hydrophile Schicht 30 eindringen kann, ist an sich die Diffusionsweglänge des Dampfes durch die hydrophobe Schicht 32 kleiner als eine Gesamtdicke der mikroporösen Membran 20. Folglich führt diese reduzierte Diffusionsweglänge des Dampfes zu einer erhöhten MVTR, da der Dampf eine kürzere Strecke durch die mikroporöse Membran 20 zurücklegt im Vergleich zu einer Membran, die vollständig hydrophob ist und keine hydrophile Schicht enthält.
Außerdem kann, indem die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 hydrophil gemacht ist, die mikroporöse Membran 20 eine verbesserte Beständigkeit gegen Fouling und/oder Feststoffansammlung aufweisen. Z. B. wird sich die Oberfläche der hydrophilen Schicht 30 an der ersten Seite 21 wenigstens teilweise mit der nicht destillierten Flüssigkeit 14 tränken. Da die nicht destillierte Flüssigkeit 14 die erste Seite 21 benetzt (siehe z. B. die Ansammlung der nicht destillierten Flüssigkeit 14 in 2), kann die nicht destillierte Flüssigkeit 14 die erste Seite 21 wenigstens teilweise gegen eine Beaufschlagung durch Feststoffteilchen, Bakterien und andere Materialien, die normalerweise die erste Seite 21 verunreinigen, schützen.
Indem nun auf 3 Bezug genommen wird, kann die Struktur und Porosität der mikroporösen Membran 20 in 2 deutlicher gesehen werden. In diesem Beispiel kann die mikroporöse Membran 20 eine ePTFE-Membran enthalten. Die mikroporöse Membran 20 enthält ein Netz aus Fibrillen 42 und Knoten 44, die mehrere Poren 40 erzeugen. Die mehreren Poren 40 erstrecken sich vollständig durch die mikroporöse Membran 20 hindurch zwischen der ersten Seite 21 und der zweiten Seite 22. Die Größe der Poren 40 ist nicht auf das veranschaulichte Beispiel beschränkt und kann basierend auf der Art der mikroporösen Membran 20, die verwendet wird, variieren. In weiteren Beispielen kann die Porengröße der hydrophilen Schicht 30 etwas kleiner als eine Porengröße der hydrophoben Schicht 32 sein. In einem derartigen Beispiel kann die Porengröße der hydrophilen Schicht 30 in einem Bereich von etwa 5% bis etwa 10% kleiner als die Porengröße der hydrophoben Schicht 32 sein.
Die mikroporöse Membran 20 kann als eine Barriere für Flüssigkeiten dienen, während sie eine relativ hohe Diffusionsrate für Dampf ermöglicht. Somit können die Poren 40 hinreichend groß um Dampf zu erlauben, durch die mikroporöse Membran 20 hindurchzutreten, jedoch hinreichend klein sein, um den Fluss von flüssigen Tropfen und/oder Feststoffen durch die mikroporöse Membran 20 zu blockieren. Falls eine Flüssigkeit in direkten Kontakt mit der mikroporösen Membran 20 und ihren Poren 40 kommen würde, würde das Wasser aufgrund der Unfähigkeit der Flüssigkeit, durch die Poren 40 hindurchzutreten, die Poren 40 „verschmutzen” oder zusetzen. Da jedoch die mikroporöse Membran 20 die hydrophobe Schicht 32 enthält, die als eine dampfdurchlässige-flüssigkeitsundurchlässige Barriere dient, wird die nicht destillierte Flüssigkeit 14 daran beschränkt und/oder gehindert, an der mikroporösen Membran 20 aufgestaut zu werden und in die Poren 40 einzutreten, so dass die Poren 40 folglich für den Dampftransfer über die mikroporöse Membran 20 offen gehalten werden.
Indem nun auf 4 Bezug genommen wird, ist eine weitere vergrößerte Ansicht der hydrophilen Schicht 30 der mikroporösen Membran 20 nach 3 veranschaulicht. In diesem Beispiel enthält die hydrophile Schicht 30 eine Beschichtung 46 mit hydrophilen Teilen auf der Höhe der Fibrille 42 und des Knotens 44. Insbesondere haftet die Beschichtung 46 mit hydrophilen Teilen sowohl an den Fibrillen 42 als auch den Knoten 44 an. Die Beschichtung 46 mit hydrophilen Teilen kann die Fibrillen 42 und Knoten 44, einschließlich Abschnitte der Fibrillen 42 und Knoten 44, die die die Poren 40 definierenden Wände bilden, bedecken und/oder vollständig umfassen. In einem Beispiel kann die Beschichtung 46 mit hydrophilen Teilen eine bestimmte Dicke aufweisen, so dass die Poren 40 für eine Gas- und/oder Dampfdurchlässigkeit noch offen sind. An sich wird eine relativ dünne und gleichmäßige Beschichtung 46 mit hydrophilen Teilen auf die erste Seite 21 der mikroporösen Membran 20 aufgebracht. Es sollte erkannt werden, dass die hydrophile Teilebeschichtung 46, wenn sie aufgebracht ist, wenigstens teilweise das Material der Fibrillen 42 und Knoten 44 durchdringen kann, während ein Teil der hydrophilen Teilebeschichtung 46 an der Oberfläche der Fibrillen 42 und Knoten 44 verbleiben kann. An sich kann die Dicke der Beschichtung 46 mit hydrophilen Teilen, die auf die mikroporöse Membran 20 aufgebracht wird, variieren, darf jedoch die Dicke der Fibrillen 42 und der Knoten 44 selbst nicht überschreiten.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des Membrandestillationssystem 10 unter Verwendung der mikroporösen Membran 20 kann nun im Einzelnen beschrieben werden. Am Anfang kann die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 die nicht destillierte Flüssigkeit 14 auf eine relativ hohe Temperatur erwärmen und/oder auf dieser halten. Die Wärmeerzeugungseinrichtung 12 kann Abhitze, niederwertige Wärme oder dergleichen enthalten. Das Wärmedestillationssystem 10 kann ferner die Kühleinrichtung 28 zur Aufrechterhaltung einer niedrigen Temperatur der destillierten Flüssigkeit 26 als derjenigen der nicht destillierten Flüssigkeit 14 enthalten. Als nächstes kann die Zuführeinrichtung 14 die erwärmte nicht destillierte Flüssigkeit 14 der mikroporösen Membran 20 zuführen. Insbesondere liefert die Zuführeinrichtung 16 die nicht destillierte Flüssigkeit 14 zu der ersten Seite 21 der mikroporösen Membran 20. Die nicht destillierte Flüssigkeit 14 kann wenigstens teilweise die hydrophile Schicht 30 an der ersten Seite 21 benetzen und verdampfen. Aufgrund des Temperaturgradienten zwischen der ersten Seite 21 und der zweiten Seite 22 der mikroporösen Membran 20 wird Dampf aus der nicht destillierten Flüssigkeit 14 zum Durchdringen der hydrophoben Schicht 32 und in Richtung auf die zweite Seite 22 angetrieben. Indem die mikroporöse Membran 20 mit sowohl der hydrophilen Schicht 30 als auch der hydrophoben Schicht asymmetrisch geschaffen ist, wird die MVTR vergrößert, was somit die Effizienz des Membrandestillationssystems 10 verbessert, indem ermöglicht wird, dass mehr Flüssigkeit mit einer schnelleren Geschwindigkeit destilliert wird. Der Dampf kann entlang des Diffusionswegs 27 strömen und wird an der zweiten Seite 22 zu der destillierten Flüssigkeit 26 kondensieren. Die destillierte Flüssigkeit 26 kann anschließend durch die Sammeleinrichtung 24 aufgefangen werden.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden. Es werden Modifikationen und Veränderungen anderen beim Lesen und Verstehen dieser Offenbarung einfallen. Beispielhafte Ausführungsformen, die einen oder mehrere Aspekte der Erfindung umfassen, sollen all derartige Modifikationen und Veränderungen enthalten, sofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Es ist ein Membrandestillationssystem zur Destillation von Flüssigkeiten geschaffen. Das Membrandestillationssystem enthält eine Wärmeerzeugungseinrichtung zur Erwärmung einer nicht destillierten Flüssigkeit. Das Membrandestillationssystem enthält ferner eine mikroporöse Membran, die asymmetrisch und dampfdurchlässig ist. Die mikroporöse Membran enthält eine hydrophile Schicht und eine hydrophobe Schicht. Das Membrandestillationssystem enthält ferner eine Zuführeinrichtung zur Lieferung der erwärmten nicht destillierten Flüssigkeit zu der hydrophilen Schicht der mikroporösen Membran. Eine Sammeleinrichtung ist ferner zur Sammlung destillierter Flüssigkeit von der hydrophoben Schicht der mikroporösen Membran vorgesehen. Ein Verfahren zur Herstellung der mikroporösen Membran zur Verwendung in dem Membrandestillationssystem ist ebenfalls geschaffen.

Claims

Membrandestillationssystem zur Destillation von Flüssigkeiten, wobei das Membrandestillationssystem enthält: eine Wärmeerzeugungseinrichtung zur Erwärmung einer nicht destillierten Flüssigkeit; eine mikroporöse Membran, die asymmetrisch und dampfdurchlässig ist, wobei die mikroporöse Membran eine hydrophile Schicht und eine hydrophobe Schicht enthält; eine Zuführeinrichtung zur Lieferung der erwärmten nicht destillierten Flüssigkeit zu der hydrophilen Schicht der mikroporösen Membran; und eine Sammeleinrichtung zur Sammlung destillierter Flüssigkeit von der hydrophoben Schicht der mikroporösen Membran.
Membrandestillationssystem nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Schicht an einer ersten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist und die hydrophobe Schicht an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist, wobei die erste Seite der mikroporösen Membran in Bezug auf die zweite Seite der mikroporösen Membran asymmetrisch ist.
Membrandestillationssystem nach Anspruch 2, wobei die hydrophile Schicht eine Porengröße enthält, die in einem Bereich von etwa 5% bis 10% kleiner ist als eine Porengröße der hydrophoben Schicht.
Membrandestillationssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Seite der mikroporösen Membran konfiguriert ist, um mit energetischen Quellen behandelt zu sein.
Membrandestillationssystem nach Anspruch 4, wobei die energetischen Quellen wenigstens entweder Hochfrequenz-Glimmentladungsplasma und/oder Mikrowellenentladung enthalten.
Membrandestillationssystem nach einem beliebigen der Ansprüche 2–5, das ferner eine Beschichtung mit hydrophilen Teilen enthält, die auf die erste Seite der mikroporösen Membran aufgebracht ist.
Membrandestillationssystem nach Anspruch 6, wobei die Beschichtung mit hydrophilen Teilen wenigstens eine von einer Glycidyl-Funktionsgruppe, Acrylsäure-Funktionsgruppe, Acrylat-Funktionsgruppe und Acrylamid-Funktionsgruppe enthält.
Membrandestillationssystem nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mikroporöse Membran aus einer Gruppe ausgewählt ist, die expandiertes Polytetrafluorethylen, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Polypropylen enthält.
Membrandestillationssystem nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Diffusionsweglänge des Dampfes aus der nicht destillierten Flüssigkeit und durch die hydrophobe Schicht kleiner als eine Dicke der mikroporösen Membran ist.
Membrandestillationssystem nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydrophile Schicht an einer ersten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist und die hydrophobe Schicht an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist, wobei ferner eine Temperaturdifferenz über der mikroporösen Membran konfiguriert ist, um die nicht destillierte Flüssigkeit zu veranlassen, von der ersten Seite aus zu verdampfen, durch die hydrophile Schicht und die hydrophobe Schicht hindurchzutreten und an der zweiten Seite zu kondensieren.
Membrandestillationssystem nach Anspruch 10, wobei eine Temperatur der nicht destillierten Flüssigkeit an der hydrophilen Schicht höher ist als eine Temperatur der destillierten Flüssigkeit an der hydrophoben Schicht.
Mikroporöse Membran, die dampfdurchlässig ist, zur Destillation von Flüssigkeiten, wobei die mikroporöse Membran enthält: eine hydrophile Schicht, die an einer ersten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist; und eine hydrophobe Schicht, die an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der mikroporösen Membran vorgesehen ist, wobei die erste Seite der mikroporösen Membran in Bezug auf die zweite Seite der mikroporösen Membran asymmetrisch ist.
Mikroporöse Membran nach Anspruch 12, wobei die erste Seite der mikroporösen Membran konfiguriert ist, um mit energetischen Quellen behandelt zu sein.
Mikroporöse Membran nach Anspruch 13, wobei die energetischen Quellen wenigstens entweder Hochfrequenz-Glimmentladungsplasma und/oder eine Mikrowellenentladung enthalten.
Mikroporöse Membran nach einem beliebigen der Ansprüche 12–14, die ferner eine Beschichtung mit hydrophilen Teilen enthält, die auf die erste Seite der mikroporösen Membran aufgebracht ist.
Mikroporöse Membran nach Anspruch 15, wobei die Beschichtung mit hydrophilen Teilen wenigstens eine von einer Glycidyl-Funktionsgruppe, Acrylsäure-Funktionsgruppe, Acrylat-Funktionsgruppe und Acrylamid-Funktionsgruppe enthält.
Verfahren zum Herstellen einer mikroporösen Membran, die dampfdurchlässig ist, zur Verwendung in einem Membrandestillationssystem, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bereitstellen einer hydrophoben mikroporösen Membran; und Behandeln einer ersten Seite der hydrophoben mikroporösen Membran mit energetischen Quellen und Beschichten der ersten Seite mit hydrophilen Teilen, um die hydrophilen Teile mit der ersten Seite kovalent zu verbinden, so dass die erste Seite der hydrophoben mikroporösen Membran hydrophil ist und eine zweite Seite hydrophob ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die hydrophobe mikroporöse Membran aus einer Gruppe ausgewählt ist, die expandiertes Polytetrafluorethylen, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Polypropylen enthält.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die energetischen Quellen wenigstens entweder Hochfrequenz-Entladungsplasma und/oder eine Mikrowellenentladung enthalten.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 17–19, wobei die hydrophilen Teile wenigstens eine von einer Glycidyl-Funktionsgruppe, Acrylsäure-Funktionsgruppe, Acrylat-Funktionsgruppe und Acrylamid-Funktionsgruppe enthalten.