TW202003101A - 選擇透氣的氧化石墨烯薄膜 - Google Patents

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Abstract

描述一種交聯氧化石墨烯為基礎的複合膜，其提供對氣體的選擇耐受性，同時提供水蒸氣的透氣性。此複合膜對水/空氣的透氣性具有高選擇性。也敘述了此複合膜的製備方法以及使用此複合膜來讓氣體脫水或移除水蒸氣的方法。

Description

選擇透氣的氧化石墨烯薄膜
本發明和聚合物薄膜有關。此聚合物薄膜包括石墨烯材料，可應用在例如自空氣(或其他氣流)以及能量回收通風機(energy recovery ventilation；ERV)中以去除水份或水蒸氣。
空氣的濕度高時會令人們覺得不舒服，而且由於各種黴菌和塵蟎的生長，可能會引起嚴重的健康問題。對於生產和儲存設備來說，高濕度環境可能會加速產品的降解、粉末結塊、種子發芽、腐壞和其他不想要的結果，這些在化學、醫藥、食品和電子產業都是需要考慮的問題。習知一種讓空氣脫水的方法包括讓潮濕的空氣通過吸水劑，例如乙二醇、矽膠、分子篩、氯化鈣和五氧化二磷。此方法具有許多缺點，例如乾燥劑必須在乾燥空氣流中攜帶，乾燥劑也需要隨時間更換或再生，這使得脫水過程昂貴且耗時。另一種習知的空氣脫水方法是通過壓縮和冷卻潮濕空氣以冷凝水分，然後再除去冷凝水的低溫方法。然而，這種方法是高能耗的。
和上述習知的脫水或除溼技術比較，薄膜氣體除溼技術具有獨特的技術和經濟優勢，例如低安裝成本、操作簡便、高能效、低工藝成 本以及高處理容量。此技術已經成功地運用在氮氣、氧氣和壓縮空氣的除溼。對ERV的應用來說，例如建築物內的ERV應用，希望可從外部提供新鮮空氣，特別是在炎熱和潮濕的氣候時，外面的空氣比建築物內的空氣更熱且具有更多的水分。新鮮空氣的冷卻和除濕需要能量。通過能量回收通風機(ERV)系統在排出的空氣和進入的新鮮空氣之間傳遞熱量和水分，可以減少加熱/冷卻和除濕所需的能量。ERV系統包括隔膜，該隔膜物理地分開排出的空氣和進入的新鮮空氣，但允許交換熱量和水分。ERV的隔膜所需的關鍵特性包括：(1)除了水蒸氣之外，對空氣和其他氣體具有低透氣性；(2)對水蒸氣具有高透氣性，以在進入和排出的氣流間傳遞水分的同時，可以阻止其他氣體的通過；以及(3)具有高導熱率，以有效傳熱。
ERV應用需要具有高水蒸氣透氣性和低空氣透氣性的隔膜。
本文與氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)薄膜組合物相關，此薄膜組合物可以減少水溶脹並提高對H2O/空氣之選擇透氣性。與傳統聚合物相比，一些薄膜可提供改善的脫水效果，例如聚乙烯醇(PVA)，聚(丙烯酸)(PAA)和聚醚醚酮(PEEK)。GO薄膜組合物可藉由使用一種或多種水溶性交聯劑製備。還描述了這些GO薄膜組合物之有效且經濟的製備方法。可以用水做為製備這些GO薄膜組合物的溶劑，這使得薄膜製備過程更環保且更具成本效益。
包括脫水膜的一些實施例，其包含：多孔載體；和塗覆在多孔載體上的複合材料，其包含交聯的氧化石墨烯化合物。交聯的氧化石墨 烯化合物通過混合物的反應而形成。此混合物包含：(1)氧化石墨烯化合物，以及(2)聚醚嵌段醯胺(polyether block amide,PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(poly(diallyldimethylammonium chloride),PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共二烯丙基二甲基氯化銨)(poly(acrylamide-co-diallyldimethylammonium chloride),PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(poly(sodium 4-styrenesulfonate),PSS)或其組合。
一些包含使氣體脫水方法的實施例，包括：將第一氣體施加到所述的脫水膜；允許水蒸氣通過該脫水膜並被除去；產生具有比第一氣體的水蒸氣含量更低的第二氣體。
一些實施例包括製備脫水膜的方法，包括：固化塗覆在多孔載體上的水性混合物；其中塗覆在多孔載體上的水性混合物在60℃至100℃的溫度下固化約30秒至約3小時，以促進水性混合物內部的交聯；其中多孔載體用水性混合物塗覆，通過將水性混合物施加到多孔載體上並根據需要重複此步驟以獲得厚度為約100nm至約4000nm的塗層；以及其中水性混合物是通過在水性液體中混合(1)氧化石墨烯化合物和(2)PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合物。在一些實施例中，水性液體包含含有乙醇和水的溶劑混合物。
一些實施例包括能量回收通氣機系統，其包括本文所述的脫水膜。
100‧‧‧選擇透氣膜
110‧‧‧交聯氧化石墨烯基複合材料
120‧‧‧多孔載體
步驟‧‧‧混合石墨烯和熹合物溶液
步驟‧‧‧塗佈混合物至基底上
步驟‧‧‧乾燥元件
步驟‧‧‧退火元件
步驟‧‧‧紫外線處理
步驟‧‧‧將保護塗層塗佈至元件上
圖1係顯示選擇性脫水膜的可能實施例。
圖2係顯示製備分離/脫水膜元件的方法/過程的可能實施例。
選擇透氣膜包括對一種材料是相對可透氣的但對另一種材料是相對不可透氣的薄膜。例如，可讓水蒸氣相對透氣但對氣體(如氧氣和/或氮氣)為相對不透氣的薄膜。不同材料的透氣率可用於描述它們的選擇透氣性。
根據日本工業標準Z 2801：2012，這些選擇透氣膜還可具有抗微生物活性，例如至少約1、至少約2、至少約3、約1-2、約2-3或約1-3的抗微生物活性。抗微生物活性可有助於防止選擇透氣膜上的污染和/或生物膜的積累。
脫水膜
本文涉及具有高選擇性的親水GO基複合材料的脫水膜，所述複合材料具有水蒸汽的高透氣性，氣體的低透氣性以及機械和化學的高穩定性。這些薄膜可用於需要乾燥氣體或低水蒸氣含量之氣體的應用中。
在一些實施例中，交聯GO基的薄膜可包含多個層，其中至少一層包含交聯的氧化石墨烯(GO)或GO基複合材料的複合材料。交聯的GO基複合材料可以讓包含氧化石墨烯化合物和交聯劑的混合物進行反應來製備。據信具有氧化石墨烯的親水性和選擇透氣性的交聯GO層可以讓薄膜具有廣泛應用，其中具有低透氣性及高透濕性是重要的特性。另外，這 些選擇透氣膜也可以用水為溶劑來製備，這可以使製造過程更加環保且符合成本。
通常，脫水膜包含多孔載體和塗覆在載體上的複合材料。例如，如圖1所示，選擇透氣膜100可包括多孔載體120。交聯GO基複合材料110係塗覆在多孔載體120上。
在一些實施例中，多孔載體包含聚合物或中空纖維。多孔載體可以夾在兩個複合層之間。交聯GO基複合材料還可以位在與載體連通的流體中。
還可以存在另外一層，例如保護層。在一些實施例中，保護層可包含親水聚合物。保護層可以放置在任何有助於保護選擇透氣膜(例如水可透氣膜)免受惡劣環境影響的位置，例如可能使這些層劣化的化合物、輻射(例如紫外線輻射)、極端溫度等。
在一些實施例中，穿過選擇透氣膜的氣體行進通過所有部件，而不管它們是物理連通還是它們的排列順序。脫水膜或水可透氣膜，例如本文所述的薄膜，可用於從氣流中除去水分。在一些實施例中，薄膜可以設置在第一氣體組分和第二氣體組分之間，使得組分透過膜而流體連通。在一些實施例中，第一氣體可含有在透氣膜處和/或其上游的進料氣體。
在一些實施例中，薄膜可選擇性地允許水蒸氣通過，同時保持其他氣體或氣體混合物(例如空氣)無法通過。在一些實施例中，薄膜可以是高度透濕的。在一些實施例中，薄膜對氣體或氣體混合物(如N2或空氣)為低透氣性或不可透氣。在一些實施例中，薄膜可以是脫水膜。在一些實施例中，薄膜可以是空氣脫水膜。在一些實施例中，薄膜可以是氣體分離 膜。在一些實施例中，包含石墨烯材料(例如氧化石墨烯)的透濕和/或不透氣隔膜的薄膜，其可在水蒸氣和其他氣體之間提供所需的選擇性。在一些實施例中，選擇透氣膜可包含多個層，其中至少一層是含有氧化石墨烯材料的層。
在一些實施例中，透濕性可通過水蒸氣傳遞速率來測量。在一些實施例中，薄膜表現出標準水蒸汽流速(normalized water vapor flow rate)為約500-2000g/m2/天、約1000-2000g/m2/天、約1000-1500g/m2/天、約1500-2000g/m2/天、約1000-1700g/m2/天、約1200-1500g/m2/天、約1300-1500g/m2/天、至少約500g/m2/天、約500-1000g/m2/天、約500-750g/m2/天、約750-1000g/m2/天、約600-800g/m2/天、約800-1000g/m2/天、約1000g/m2/天、約1200g/m2/天、約1300g/m2/天，或由上述任意數值所限定範圍內的任何標準體積的水蒸氣流速。適合決定水分(水蒸汽)轉移速率的方法為ASTM E96。
多孔載體
多孔載體可以是任何合適形式之任何的合適材料，在其上可以沉積或設置諸如一層複合材料。在一些實施例中，多孔載體可包含中空纖維或多孔材料。在一些實施例中，多孔載體可包含多孔材料，例如聚合物或中空纖維。一些多孔載體可包括不織布。在一些實施例中，聚合物可以是聚醯胺(尼龍)、聚醯亞胺(PI)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、拉伸的PE、聚丙烯(包括拉伸的聚丙烯)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、乙酸纖維素、聚丙烯腈(例如PA200)或其組合。 在一些實施例中，聚合物可包含PET。在一些實施例中，聚合物包含聚丙烯。在一些實施例中，聚合物包括拉伸的聚丙烯。在一些實施例中，聚合物包含聚乙烯。在一些實施例中，聚合物包括拉伸的聚乙烯。
複合材料
本文所述的薄膜可包含交聯GO化合物的複合材料。一些薄膜包含多孔載體和塗覆在載體上的複合材料，複合材料包含交聯GO化合物。交聯GO化合物可以通過使包含GO化合物和交聯劑的混合物進行反應來製備之。合適的交聯劑可包括PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合。另外，添加劑、表面活性劑、粘合劑或其組合也可以存在於混合物中。該混合物可以在複合材料的成分(例如，氧化石墨烯化合物、交聯劑、表面活性劑、粘合劑和/或添加劑)之間形成共價鍵，例如交聯鍵。例如，氧化石墨烯化合物的薄片可以與另一個薄片結合；氧化石墨烯化合物可以與交聯劑(例如PEBA、PEBA、PACD和/或PSS)鍵結；氧化石墨烯化合物可以與添加劑結合；交聯劑(例如PEBA、PDADMA、PACD和/或PSS)可以與添加劑等結合。在一些實施例中，氧化石墨烯化合物、交聯劑(例如PEBA、PDADMA、PACD和/或PSS)、表面活性劑、粘合劑和添加劑的任何組合可以共價鍵合以形成複合材料。在一些實施例中，氧化石墨烯化合物、交聯劑(例如PEBA、PDADMA、PACD和/或PSS)、表面活性劑、粘合劑和添加劑的任何組合可以物理結合以形成材料基質。
包含氧化石墨烯和交聯劑的混合物可包括溶劑或溶劑混合物，例如水性溶劑(如水)，可選擇性地含有水溶性的有機溶劑，如醇(例如 甲醇、乙醇、異丙醇等)、丙酮等。在一些實施例中，水性溶劑混合物含有乙醇和水。
交聯GO基複合材料可具有任何合適的厚度。例如，一些交聯GO基層可具有約0.1-5μm、約1-3μm、約0.1-0.5μm、約0.5-1μm、約1-1.5μm、約1.5-2μm、約2-2.5μm、約2.5-3μm、約3-3.5μm、約3.5-4μm、約1.5-2.5μm、約1.8-2.2μm，或由這些值中的任何值限定的範圍內的任何厚度。包含下述厚度之任何上述範圍或特定值是特別感興趣的：約2μm。
氧化石墨烯
通常，基於石墨烯的材料具有許多吸引人的特性，例如具有非常高的機械強度和奈米級厚度的二維片狀結構。氧化石墨烯(GO)是石墨的剝離氧化產物，可以低成本來大規模生產。具有高氧化度的氧化石墨烯，其具有高透水性，並且還具有通過許多官能團(例如胺或醇)官能化以形成各種膜結構。不同於傳統的薄膜是讓水通過材料的孔傳輸。在氧化石墨烯薄膜中，可以讓水在層間的空間內來傳輸。GO的毛細管效應可導致較長的水滑長度，從而提供快速的水輸送速率。此外，膜的選擇性和水通量可通過調整石墨烯片的層間距或通過利用不同的交聯部分來控制。
在所揭露的膜中，GO化合物包括選擇的取代氧化石墨烯。在一些實施例中，選擇的取代氧化石墨烯可包含已經化學改性或官能化的石墨烯。改性石墨烯可以是已經化學改性或官能化的任何石墨烯材料。在一些實施例中，氧化石墨烯可以選擇地被取代。
官能化石墨烯是氧化石墨烯化合物，其包括一個或多個不會出現於氧化石墨烯中的官能團，例如不是OH、COOH或直接連接到石墨烯C原子上的環氧基等官能基。可存在於官能化石墨烯中的官能團的實例包括鹵素、烯烴、炔烴、氰基、酯、醯胺或胺。
在一些實施例中，至少約99%、至少約95%、至少約90%、至少約80%、至少約70%、至少約60%、至少約50%、至少約40%、至少約30%、至少約20%、至少約10%或至少約5%的石墨烯氧化物中石墨烯分子可被氧化或官能化。在一些實施例中，氧化石墨烯化合物是氧化石墨烯，其可以為氣體、流體和/或蒸氣提供選擇透氣性。在一些實施例中，氧化石墨烯化合物還可包括還原的氧化石墨烯。在一些實施例中，氧化石墨烯化合物可以是氧化石墨烯、還原的氧化石墨烯、官能化的氧化石墨烯，或官能化和還原的氧化石墨烯。在一些實施例中，氧化石墨烯化合物是未官能化的氧化石墨烯。
據信在GO上可存在大量(~30%)的環氧基團，其在高溫下可容易地與羥基反應。還認為GO片材具有非常高的縱橫比。與其他材料相比，GO片材提供氣體/水擴散之大的可用表面積。並且GO片材能降低任何基底支撐材料的有效孔徑，以讓污染物的注入最小化，同時保持通量率(flux rate)。還認為環氧基或羥基增加了材料的親水性，因此有助於提高水蒸汽透氣性和薄膜的選擇性。
在一些實施例中，選擇取代的氧化石墨烯可以是片狀(sheet)、平面或薄片(flake)的形式。在一些實施例中，石墨烯材料可具有約100-5000m2/g、約150-4000m2/g、約200-1000m2/g、約500-1000m2/g、 約1000-2500m2/g、約2000-3000m2/g、約100-500m2/g、約400500m2/g的表面積，或具有由上述任何值所限定範圍內的任何表面積。
在一些實施例中，氧化石墨烯可以是具有1、2或3維的片材，每個維度的尺寸分別獨立地在奈米至微米的範圍內。在一些實施例中，石墨烯可為具有約0.05-100μm、約0.05-50μm、約0.1-50μm、約0.5-10μm、約1-5μm、約0.1-2μm、約1-3μm、約2-4μm、約3-5μm、約4-6μm、約5-7μm、約6-8μm、約7-10μm、約10-15μm、約15-20μm、約50-100μm、約60-80μm、約50-60μm、約25-50μm或由任何這些值限定的範圍內之任一尺寸的片材，或者可以具有最大表面積的平方根。
在一些實施例中，GO材料可包含至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少97%或至少99%的石墨烯材料的分子量為約5,000道爾頓(Dalton)至約200,000道爾頓。
在一些實施例中，氧化石墨烯的重量百分比相對於複合材料的總重量可為約0.4-0.5%、約0.5-0.6%、約0.6-0.7%、約0.7-0.8%、約0.8-0.9%、約0.9-1%、約1-1.1%、約1.1-1.2%、約1.2-1.3%、約1.3-1.4%、約1.4-1.5%、約0.7-0.75%、約0.75-0.8%、約0.8-0.85%、約0.85-0.9%、約0.9-0.95%、約0.95-1%、約1-1.05%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約0.95%、約1%或由上述任一值所限定的範圍內之任何重量百分比。
交聯劑
使含有氧化石墨烯化合物的混合物與交聯劑(例如PEBA、 PDADMA、PACD、PSS或其組合)反應，形成複合材料，例如交聯GO基複合材料。
在一些實施例中，交聯劑是PEBA。在一些實施例中，PEBA是PEBAX®品牌PEBA。在一些實施例中，PEBA是PEBAX® 1657。
可以使用任何合適量的PEBA。在一些實施例中，GO與PEBA的比率為約0.005-0.1(0.5mg的GO和100mg的PEBA的比率為0.005)、0.001-0.002、約0.002-0.003、約0.003-0.004、約0.004-0.005、約0.005-0.006、約0.006-0.007、約0.007-0.008、約0.008-0.009、約0.009-0.01、約0.01-0.011、約0.011-0.012、約0.012-0.013、約0.013-0.014、約0.014-0.015、約0.015-0.016、約0.016-0.017、約0.017-0.018、約0.018-0.019、約0.019-0.02、約0.02-0.04、約0.04-0.06、約0.06-0.08、約0.08-0.1、約0.05、約0.1或約0.01。
在一些實施例中，PEBA之聚(環氧乙烷)與聚醯胺的重量比為約0.1-0.5、約0.5-1、約1-1.5、約1.5-2、約2-3、約3-4、約4-5、約1-2、約1.2-1.4、約1.4-1.6或約1.5(60mg聚環氧乙烷與40mg聚醯胺的比例為1.5)。
在一些實施例中，交聯劑是PDADMA。PDADMA也稱為PDADMAC或polyDADMAC。在一些實施例中，交聯劑是PEBAX和PDADMA的組合。
Figure 108112188-A0202-12-0012-1
PDADMA可具有任何適合的分子量，例如小於100,000Da、約200,000-350,000Da、約400,000-500,000Da、約1-500,000Da、約1-200,000Da、約200,000-400,000Da、約400,000-600,000Da、約10,000-500,000Da、約10,000-100,000Da、約10,000-40,000Da、約40,000-70,000Da或約70,000-100,000。
可以使用任何合適量的PDADMA。在一些實施例中，GO與PDADMA的比率為約0.005-0.05(1mg GO和20mg PDADMA的比率為0.05)、約0.005-0.01、約0.01-0.05、約0.05-0.1、約0.1-0.15、約0.15-0.2、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.02-0.04、約0.05-0.15、約0.08-1.2、約0.15-0.25、約0.1-0.3、約0.01-0.03、約0.01、約0.02、約0.033、約0.05、約0.1、約0.2或約0.33。
在一些實施例中，交聯劑包含PEBA和PDADMA。可以使用任何合適比例的PDADMA與PEBA，例如約0.01-0.6(1mg PDADMA和100mg PEBA的比例為0.01)、約0.025-0.05、約0.05-0.1、約0.1-0.2、約0.2-0.3、約0.3-0.4、約0.4-0.5、約0.5-0.6、約0.6-0.7、約0.7-0.8、約0.8-0.9、約0.9-1、約1-2、約0.05、約0.1、約0.3、約0.33、約0.5或約1。
在一些實施例中，交聯劑是PACD。PACD也稱為p(AAm-co-DADMAC)。
Figure 108112188-A0202-12-0013-2
可以使用任何合適量的PACD。在一些實施例中，GO與PACD的比率為約0.01-0.05(1mg GO和20mg PACD之比率為0.05)、約0.05-0.1、約0.1-0.15、約0.15-0.2、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.033或約0.33。
在一些實施例中，交聯劑包含PEBA和PACD。可以使用PACD與PEBA的任何適合比例，例如約0.01-0.6(1mg PACD和100mg PEBA的比率為0.01)、約0.01-0.05、約0.05-0.1、約0.1-0.2、約0.2-0.3、約0.3-0.4、約0.4-0.5、約0.5-0.6、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.4-0.45、約0.45-0.5、約0.2-0.4、約0.1-0.5或約0.3。
在一些實施例中，交聯劑是PSS。PSS可具有任何合適的分子量，例如約500,000-2,000,000Da或約1,000,000Da。
可以使用任何合適量的PSS。在一些實施例中，GO與PSS的比率為約0.01-0.05(1mg GO和20mg PSS的比率為0.05)、約0.01-0.02、約0.02-0.03、約0.03-0.04、約0.04-0.05、約0.05-0.1、約0.1-0.15、約0.15-0.2、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.033、約0.05、約0.1或約0.33。
在一些實施例中，交聯劑包含PEBA和PSS。可以使用PSS 與PEBA的任何適合比例，例如約0.01-0.6(1mg PSS和100mg PEBA的比率為1)、約0.1-0.2、約0.2-0.3、約0.3-0.4、約0.4-0.5、約0.5-0.6、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.4-0.45、約0.45-0.5、約0.2-0.4、約0.1-0.5、約0.3或約0.33。
在一些實施例中，氧化石墨烯(GO)懸浮在交聯劑中。GO和交聯劑的部分可以結合。結合可以是化學的或物理的。結合可以是直接的或間接的；例如通過至少一個其他部分(moiety)的物理交流(physical communication)。在一些複合材料中，氧化石墨烯和交聯劑可以化學鍵結，以形成交聯網絡或複合材料。結合也可以是物理的，以形成材料基質，其中GO是物理懸浮在交聯劑內。
據信，交聯氧化石墨烯可以通過在複合材料內的部分和石墨烯薄片間的寬通道兩者之間產生強化學鍵結來增強GO的機械強度和水或水蒸氣可透氣的性質，以允許水或水蒸氣可容易地通過薄片。在一些實施例中，至少約1%、至少約5%、至少約10%、至少約20%、至少約30%、至少約40%、約50%、至少約60%、至少約70%、至少約80%、至少約90%、至少約95%或所有的氧化石墨烯薄片可以是交聯的。在一些實施例中，大部分石墨烯材料可以是交聯的。交聯量可以使用交聯劑的重量與石墨烯材料的總量相比來估計之。
添加劑
在一些情況下，添加劑或添加劑混合物可以改善複合材料的性能。一些交聯GO基複合材料也可包含添加劑混合物。在一些實施例中， 添加劑混合物可包含氯化鈣、氯化鋰、十二烷基硫酸鈉、木質素或上述之任何組合。在一些實施例中，添加劑混合物中的任何部分也可以與材料基質結合。結合可以是物理的或化學的(例如，共價的)。結合可以是直接的或間接的。
保護塗層
一些薄膜可進一步包含保護塗層。例如，保護塗層可以設置在薄膜的頂部以保護其免受環境影響。保護塗層可具有適合於保護薄膜免受環境影響的任何組合物。許多聚合物可適用於保護性塗層，例如一種親水性聚合物或親水性聚合物的混合物。親水性聚合物例如有聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP)、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)、聚環氧乙烷(polyethylene oxide,PEO)、聚氧乙烯(polyoxyethylene,POE)、聚丙烯酸(polyacrylic acid,PAA)、聚甲基丙烯酸(polymethacrylic acid,PMMA)和聚丙烯醯胺(polyacrylamide,PAM)、聚乙烯亞胺(polyethylenimine,PEI)、聚(2-噁唑啉)(poly(2-oxazoline)、聚醚碸(polyethersulfone,PES)、甲基纖維素(methyl cellulose,MC)、殼聚醣(chitosan)、聚(烯丙胺鹽酸鹽)(poly(allylamine hydrochloride),PAH)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(poly(sodium 4-styrene sulfonate),PSS)及其任意組合。在一些實施例中，保護塗層可包含PVA。
製備脫水膜的方法
一些實施例包括製備脫水膜的方法，其包括：(a)將氧化石墨烯材料，包含在水性混合物中混合多元羧酸的交聯劑和添加劑，以產生複合塗層混合物；(b)將塗層混合物塗佈在多孔載體上形成塗層載體；(c)根據需要重複步驟(b)以獲得所需的塗層厚度；以及(d)在約60-100℃的溫度下固化塗層約30秒至約3小時，以促進塗層混合物內的交聯。在一些實施例中，該方法選擇地包括預處理多孔載體。在一些實施例中，該方法選擇地還包括用保護層塗覆組件(assembly)。製造上述薄膜的可能方法之實施例的實例顯示於圖2中。
在一些實施例中，可選擇地預處理多孔載體以有助於複合層與多孔載體的黏合。在一些實施例中，可以將多孔載體改性以使其變得更親水。例如，上述改性可以包括使用70W功率的電暈處理，其具有2個計數，速率為0.5m/min。
在一些實施例中，將混合物施加到多孔載體上可以通過本領域已知的方法進行，以產生所需厚度的層。在一些實施例中，要將塗料混合物施加到基底上，可以先讓基底在真空中浸入塗料混合物中，然後在基底上施加負壓梯度以將溶液拉到基底上，直到達成所需的塗料厚度為止。在一些實施例中，可以通過刮塗、噴塗、浸塗、模塗(die coating)或旋塗來實現將塗料混合物塗覆到基底上。在一些實施例中，該方法可以進一步包括在每次塗覆塗料混合物之後，用去離子水溫和地漂洗基底以除去多餘的鬆散材料。在一些實施例中，塗覆是以產生所需厚度的複合層來完成的。在一些實施例中，層數可以為1-250、約1-100、1-50、1-20、1-15、1-10或1-5。此過程產生完全塗覆的基底或塗覆的載體。
施加到基材上的塗料混合物可包括溶劑或溶劑混合物，例如水性溶劑，例如水可選擇性地與水溶性有機溶劑來組合。上述水溶性有機溶劑如醇(例如甲醇、乙醇、異丙醇等)、丙酮。在一些實施例中，水性溶劑混合物含有乙醇和水。
在一些實施例中，多孔載體以0.5-15m/min、約0.5-5m/min、約5-10m/min或約10-15m/min的塗佈速率塗佈。這些塗佈速率特別適合於形成厚度為約1-3μm、約1μm、約1-2μm或約2-3μm的塗層。
對於一些方法，可在足以促進沉積在多孔載體上的水性混合物的部分之間的交聯溫度和時間下，固化所塗覆的載體。在一些實施例中，塗覆的載體可以在約60-70℃、約70-80℃、約80-90℃、約90-100℃或約80℃的溫度下加熱。在一些實施例中，塗覆的載體可以加熱至少約30秒、至少約1分鐘、至少約5分鐘、至少約6分鐘、至少約15分鐘、至少約30分鐘、至少45分鐘、最多約1小時、最多約1.5小時、最多約3小時的持續時間；隨著溫度的升高，所需的時間通常會減少。在一些實施例中，基底可在約80℃下加熱約8分鐘。此過程產生固化的薄膜。
在一些實施例中，製造膜的方法可進一步包括隨後在膜上施加保護性塗層。在一些實施例中，施加保護性塗層包括添加親水性聚合物層。在一些實施例中，施加保護性塗層包括用聚乙烯醇水溶液塗覆膜。施加保護層可以通過諸如刮刀塗佈、噴塗、浸塗、旋塗等方法來實現。在一些實施例中，可以在保護塗層溶液中浸塗約1-10分鐘、約1-5分鐘、約5分鐘或約2分鐘來形成保護層。在一些實施例中，該方法還包括在約75-120℃的溫度下乾燥薄膜約5-15分鐘，或在約90℃下乾燥約10分鐘。此製程產生 具有保護塗層的膜。
降低氣體混合物中水蒸氣含量的方法
本文所述的選擇性透氣膜，例如脫水膜，可應用於自含有水蒸氣的未處理氣體混合物(例如空氣)中除去水蒸氣或降低水蒸氣含量的方法中，用於需要乾燥氣體或低水分氣體的應用中。此方法包括使含有水蒸氣的第一氣體混合物(未處理的氣體混合物)(例如空氣)通過薄膜，讓水蒸氣通過薄膜並除去，但保留氣體混合物中的其他氣體(例如空氣)，以產生具有低水蒸氣含量的第二氣體混合物(脫水氣體混合物)。
可在裝置中結合脫水膜，該裝置在脫水膜兩側提供壓力梯度，使得待脫水的氣體(第一氣體)具有更高的壓力，或提供比接收水蒸氣之脫水膜相對側的水蒸氣更高的水分壓，產生脫水氣體(第二氣體)。
透氣後的氣體混合物，例如空氣或二次乾吹掃流(dry sweep stream)可用於優化脫水過程。如果薄膜能完全有效地分離水蒸氣，則進料流中的所有水蒸氣都將被除去，並且沒有任何東西可以將其從系統中掃除。隨著該過程的進行，進料口或孔側的水蒸氣的分壓變低，殼側的壓力則變高。該壓力差趨於防止額外的水蒸氣從模組中排出。由於目的是使孔側乾燥，因此壓差會干擾裝置的所需操作。因此，可以使用吹掃流來從進料口或孔側除去水蒸氣，部分地通過吸收一些水蒸氣，並且部分地通過物理方式推出水蒸氣。
如果使用吹掃流(sweep stream)，它可以來自外部乾燥源或模組的產物流的部分再循環。通常，除濕程度將取決於產物流與進料流(對 於穿過薄膜的水蒸氣)的壓力比和產物回收率。良好的薄膜具有高產品回收率和低水平的產品濕度，和/或高體積產品流速。
脫水膜可用於去除水以進行能量回收通氣(energy recovery ventilation,ERV)。ERV是能量回收過程，用於交換正常排放的建築物或空間空氣中所含的能量，並用它來處理(預處理)住宅和商業HVAC系統中進入的室外通風空氣。在溫暖的季節，ERV系統會進行預冷卻和除濕，但在較涼爽的季節進行加濕和預熱。
在一些實施例中，按ASTM E96標準方法測定，脫水膜的水蒸氣透過率為至少500g/m2/天、至少1,000g/m2/天、至少1,100g/m2/天、至少1,200g/m2/天、至少1,300g/m2/天、至少1,400g/m2/天或至少1,500g/m2/天。
在一些實施例中，按ASTM D-6701標準方法測定，脫水膜的水蒸氣透過率為至少5000g/m2/天、至少10,000g/m2/天、至少20,000g/m2/天、至少25,000g/m2/天、至少30,000g/m2/天、至少35,000g/m2/天或至少40,000g/m2/天。
在一些實施例中，由差壓法決定，脫水膜的氣體透氣率小於0.001L/(m2．S．pa)、小於10-4L/(m2．S．pa)、小於10-5L/(m2．S．pa)、小於10-6L/(m2．S．pa)、小於10-7L/(m2．S．pa)、小於10-8L/(m2．S．pa)、小於10-9L/(m2．S．pa)或小於10-10L/(m2．S．pa)。
本文所述的薄膜可以容易地用低成本來製造，並且在體積產品流速或產品回收中可以優於現有的商用薄膜。
實施例
具體考慮以下的實施例。
實施例1：一種脫水膜，包括：多孔載體；以及複合材料，塗佈在該多孔載體上，該複合材料包括交聯氧化石墨烯化合物，其中交聯氧化石墨烯化合物通過使包含(1)氧化石墨烯化合物和(2)聚醚嵌段醯胺(PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共二烯丙基二甲基氯化銨)(PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)或上述之組合的混合物進行反應而形成。
實施例2：實施例1的脫水膜，其中該混合物包括PEBA。
實施例3：實施例2的脫水膜，其中該混合物中該氧化石墨烯化合物與該PEBA的重量比為約0.005至約0.1。
實施例4：實施例2或3的脫水膜，其中該PEBA的聚(環氧乙烷)與聚醯胺的重量比約為1.5。
實施例5：實施例1、2、3或4的脫水膜，其中該混合物包括該PDADMA。
實施例6：實施例5的脫水膜，其中該混合物包含該PDADMA和該PEBA，並且該混合物中該PDADMA與該PEBA的重量比為約0.01至約0.6。
實施例7：實施例5或6的脫水膜，其中該混合物包含該PDADMA，該PDADMA的分子量為約10,000至約500,000Da。
實施例8：實施例5或6的脫水膜，其中該混合物包含該PDADMA，該PDADMA的分子量小於100,000Da。
實施例9：實施例1、2、3、4、5、6、7或8的脫水膜，其中該混合物包含PACD。
實施例10：實施例9的脫水膜，其中該混合物包含該PACD和該PEBA，並且該混合物中該PACD與該PEBA的重量比為約0.2至約0.4。
實施例11：實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的脫水膜，其中該混合物包含該PSS。
實施例12：實施例11的脫水膜，其中該混合物包含該PSS和該PEBA，並且該混合物中該PSS與該PEBA的重量比為約0.2至約0.4。
實施例13：實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12的脫水膜，其中該複合材料為具有厚度1至3μm的層。
實施例14：實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13的脫水膜，其中該脫水膜具有以ASTM E96標準方法測定的至少1,000g/m2/天的水蒸氣透氣率。
實施例15：實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14的脫水膜，其中該脫水膜的氣體透氣率以壓差法測定小於0.001L/m2．s．Pa。
實施例16：實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12的脫水膜，其中該多孔載體包括拉伸聚丙烯或拉伸聚乙烯。
實施例17：一種脫水膜，包括：多孔載體；以及 複合材料，塗佈在該多孔載體上，該複合材料包括交聯氧化石墨烯化合物，其中該交聯氧化石墨烯化合物通過使包含(1)氧化石墨烯化合物和(2)聚醚嵌段醯胺(PEBA)的混合物進行反應而形成。
實施例18：實施例17的脫水膜，其中該多孔載體包括聚乙烯。
實施例19：實施例17或18的脫水膜，其中該多孔載體包括聚丙烯。
實施例20：實施例19的脫水膜，其中該多孔載體包括拉伸聚丙烯。
實施例21：實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20的脫水膜，其中根據日本工業標準Z 2801：2012測定該脫水膜具有2或更高的抗微生物活性。
實施例22：一種使氣體脫水的方法，包括：施加第一氣體到實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20的該脫水膜上；以及允許水蒸氣通過該脫水膜並被除去，以產生第二氣體，其水蒸氣含量低於該第一氣體。
實施例23：一種使氣體脫水的方法，包括：固化塗覆在多孔載體上的水性混合物；其中塗覆在該多孔載體上的該水性混合物在60℃至100℃的溫度下固化約30秒至約3小時，以促進該水性混合物內的交聯； 其中通過將該水性混合物塗覆到該多孔載體上而讓該多孔載體之上具有該水性混合物的塗覆，並根據需要重複塗覆以獲得厚度為約100nm至約4000nm的塗層；以及其中該水性混合物是通過在水性液體中混合(1)氧化石墨烯化合物和(2)PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合物而形成的。
實施例24：製備實施例1之脫水膜的方法，其中該水性混合物包含乙醇和水的溶劑混合物。
實施例25：製備實施例1之脫水膜的方法，其中塗佈該多孔載體的塗佈速率為0.5至15m/min，並且所得該塗層為約1μm至約3μm厚的層。
實施例26：一種能量回收通氣機系統，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19的脫水膜。
實驗例
已經發現，與其他選擇透氣膜相比，本文所述的選擇透氣膜的實施例具有改進的性能。通過以下實驗例進一步證明了這些益處，這些實驗例僅用於說明本揭露書，而不是以任何方式限制範圍或基本原理。通過以下實施例進一步證明了這些益處，這些實施例僅用於說明本揭露書，而不是以任何方式限制範圍或基本原理。通過以下實施例進一步證明了這些益處，這些實施例僅用於說明本公開，而不是以任何方式限制範圍或基本原理。
實驗例1.1.1：塗料混合物的製備
GO溶液1的製備：使用改進的Hummers方法由石墨製備GO。在50℃下，石墨片(2.0g)(Sigma Aldrich，St.Louis，MO，USA，100目)在2.0g NaNO3(Aldrich)、10g KMnO4(Aldrich)和96mL濃H2SO4(Aldrich,98%)的混合物中氧化15小時。將得到的糊狀混合物倒入400g冰中，然後加入30mL的過氧化氫(Aldrich,30%)。然後在室溫下，將所得溶液攪拌2小時，以還原二氧化錳，然後用濾紙過濾，並用去離子水洗滌。收集固體，然後使用攪拌讓固體分散在DI水中，以6300rpm離心40分鐘，傾析出水層。然後將剩餘的固體再次分散在DI水中，並重複洗滌過程4次。接著，讓純化的GO分散在10mL去離子水中，用超音波(功率10W)處理2.5小時，得到GO分散液(0.4wt%)，為GO-1。
上述0.4wt%的GO分散液(GO-1)可以用去離子水進一步稀釋，得到含有0.1wt%的GO分散液(GO-2)。
薄膜製備程序
使用1.24ml 0.1%GO溶液/4.96mL 2.5% PEBAX 1657溶液/0.496mL 2.5% PDADMA溶液的比例來製備溶液。在混合溶液後充分搖動溶液，並確認沒有GO結塊，然後用超音波清潔器脫氣7分鐘。將塗佈溶液塗佈在剛清潔的拉伸聚丙烯基底上，其具有150μm的濕縫隙。乾燥所得薄膜，然後在80℃下固化8分鐘。
其他塗料混合物或塗料溶液以類似於GO/PEBAX的方式製備，不同之處在於除PEBAX以外，還使用不同的聚合物或添加劑，例如 PDADMA、PACD、PSS、聚(丙烯酸)(PAA)、聚(乙烯醇)(PVA)、木質素磺酸鈉(LSU)、十二烷基硫酸鈉(SLS)等，以及具有不同的重量比，如表1所示。
實驗例3.1.1：選擇透氣膜的測量
在20℃和50%相對濕度(relative humidity,RH)的溫度下，依照ASTM E96標準方法測試EX-1、EX-2、EX-3、EX-4、EX-5、EX-6、EX-7和EX-8之薄膜的水蒸氣透過率(water vapor transmission rate,WVTR)和/或N2透氣率。結果如表1所示。
Figure 108112188-A0202-12-0025-3
(註)
PSS：Poly(sodium 4-styrenesulfonate)
PDADMA：Poly(diallyldimethylammonium chloride)
P(AAm-co-DADMAC)：poly(acrylamide-co-diallyldimethylammonium chloride)
PEBAX：polyether block amide
還使用MOCON Permatran 101K儀器和ASTM D-6701標準在37.8℃，100%RH條件下測量膜的WVTR。結果如表2所示。
Figure 108112188-A0202-12-0026-4
以與EX-1相同的方式在各種基底上製備EX-12、EX-13、EX-14、EX-15和EX-16的膜。使用ASTM E96和ASTM D-6701標準方法評估它們的WVTR性能，如表3所示。具有拉伸聚丙烯作為基材的EX-1具有最高的WVTR性能。
Figure 108112188-A0202-12-0027-5
例3.1.2.薄膜抗微生物活性的測量
為了測試薄膜的抗微生物活性(antimicrobial)，使用符合日本工業標準(Japanese Industrial Standard,JIS)Z 2801：2012(英文版，2012九月出版)的方法測試抗微生物產品功效，在此將其完整併入本文之中。用於測試抗微生物能力的生物是大腸桿菌(ATCC®8739，ATCC)。
對於上述試驗，通過將8g營養粉(DifcoTM營養培養基，美國新澤西州的富蘭克林湖的Becton Dickinson公司)懸浮於1L過濾的無菌水中，充分混合，然後在攪拌下加熱，來製備培養基。為了溶解粉末，將 混合物煮沸1分鐘，然後在121℃下高壓滅菌15分鐘。測試前一晚，將大腸桿菌加至2-3mL的製備培養基中，並培養過夜。
在測試當天，將所得培養物在新鮮培養基中稀釋，然後使其生長至108CFU/mL的密度(或將大約1mL培養物稀釋至9mL新鮮營養培養基中)。然後使所得溶液再生長2小時。接著將上述再生長後的溶液以無菌鹽水(讓NaCl 8.5g(Aldrich)溶解在1L蒸餾水中)稀釋50倍，以達到約1×106CFU/mL的預期密度。50μL稀釋液提供接種編號。
然後將樣品切成1英寸×2英寸的正方形，並置於培養皿中，GO塗層面朝上。然後取50μL稀釋液並接種試樣。然後使用透明覆蓋膜(0.75英寸×1.5英寸，3M,St.Paul,MN USA)幫助擴散細菌接種物，確定擴散的尺寸，並減少蒸發。然後，用透明蓋蓋住培養皿，留下細菌可以生長。
當達到2小時和24小時的所需測量點時，將試樣和覆蓋膜用無菌鑷子轉移到含有20mL鹽水的50mL錐形管中，在渦旋混合器(120V,VWR Arlington Heights,IL USA)中混合它們至少30秒，以將每個樣品中的細菌洗掉。然後使用泵(MXPPUMP01,EMD Millipore,Billerica,MA USA)和過濾器(Millflex-100,100mL,0.45μm，白色網格，MXHAWG124,EMD Millipore)將每個溶液中的細菌分別轉移到各個預裝有胰蛋白酶大豆瓊脂(MXSMCTS48,EMD Millipore)的盒中。
然後將盒倒置並置於37℃的培養箱中24小時。24小時後，計數盒上的菌落數。如果沒有菌落，則記錄零。對於未處理的碎片，24小時後菌落數不少於1×103個菌落。
測試細菌的結果列於表4中。實驗樣品AM-1中的生物計數比對照樣品(CM-1)低約100倍。該數據支持2.0或更高的抗微生物活性。結果，確定GO/PEBAX/PDADMA塗層(AM-1)是有效的殺菌劑，其可以幫助防止表面上累積微生物。
Figure 108112188-A0202-12-0029-6
除非另有說明，否則本文中所使用表示成分的量、性質(如分子量)、反應條件等的所有數字應理解為在所有情況下均由術語「約」修飾。每個數值參數至少應根據報告的有效數字的數量並通過應用普通的捨去(rounding)技術來解釋。因此，除非有相反的指示，否則可以根據欲實現的所需性質來修改數值參數，因此應該將其視為本公開的一部分。至少，這裡示出的示例僅用於說明，而不是試圖限制本公開的範圍。
在描述本公開的實施例的上下文中使用的術語「一」，「一個」，「該」和類似的指示詞(特別是在以下申請專利範圍的上下文中)應被解釋為涵蓋單數和複數，除非本文另有說明或明確與上下文相矛盾。除非本文另有說明或上下文明顯矛盾，否則本文所述的所有方法可以以任何 合適的順序進行。本文提供的任何和所有示例或示例性語言(例如，「諸如」)的使用僅旨在更好地說明本公開的實施例，而不是對任何權利要求的範圍構成限制。說明書中的語言不應被解釋為未要求保護的元件對於本公開實施例的實施為必不可少的。
本文公開的替代元件或實施方案的分組不應解釋為限制。每組的成員可以單獨地被提及和要求保護，也可以和該組中的其他成員或本文中找到的其他元件進行任意組合。出於方便和/或可專利性的原因，預期組中的一個或多個成員可以被包括在組中或從組中刪除。
本文描述了某些實施方案，包括發明人已知的用於實施實施方案的最佳模式。當然，在閱讀前面的描述後，對這些描述的實施例的變化對於本領域普通技術人員將變得顯而易見。發明人期望熟練技術人員適當地採用這些變化，並且發明人意圖以不同於本文具體描述的方式實施本公開的實施例。因此，請求項包括適用法律所允許請求項主題的所有修改和等同物。此外，除非本文另有說明或上下文明顯矛盾，否則上述元件的任何組合都會被考慮。
最後，應該理解，這裡公開的實施例是對請求項的原理的說明。可採用的其他修改是在申請專利的範圍內。因此，作為示例而非限制，可以根據本文的教導使用替代實施例。因此，申請專利範圍不精確地受限於所示和所述的實施例。
100‧‧‧選擇透氣膜
110‧‧‧交聯氧化石墨烯基複合材料
120‧‧‧多孔載體

Claims (20)

  1. 一種脫水膜，包括：多孔載體；以及複合材料，塗佈在該多孔載體上，該複合材料包括交聯氧化石墨烯化合物，其中該交聯氧化石墨烯化合物通過使包含(1)氧化石墨烯化合物和(2)聚醚嵌段醯胺(PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共二烯丙基二甲基氯化銨)(PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)或上述之一組合的混合物進行反應而形成。
  2. 如請求項1所述的脫水膜，其中該混合物包括該PEBA。
  3. 如請求項2所述的脫水膜，其中該混合物中該氧化石墨烯化合物與該PEBA的重量比為約0.005至約0.1。
  4. 如請求項2或3所述的脫水膜，其中該PEBA的聚(環氧乙烷)與聚醯胺的重量比約為1.5。
  5. 如請求項2或3所述的脫水膜，其中該混合物包括該PDADMA。
  6. 如請求項5所述的脫水膜，其中該混合物包含該PDADMA和該PEBA，並且該混合物中該PDADMA與該PEBA的重量比為約0.01至約0.6。
  7. 如請求項6所述的脫水膜，其中該混合物包含該PDADMA，該PDADMA的分子量小於100,000Da。
  8. 如請求項2或3所述的脫水膜，其中該混合物包含該PACD。
  9. 如請求項8所述的脫水膜，其中該混合物包含該PACD和該PEBA，並且該混合物中該PACD與該PEBA的重量比為約0.2至約0.4。
  10. 如請求項2或3所述的脫水膜，其中該混合物包含該PSS。
  11. 如請求項10所述的脫水膜，其中該混合物包含該PSS和該PEBA，並且該混合物中該PSS與該PEBA的重量比為約0.2至約0.4。
  12. 如請求項1所述的脫水膜，其中該複合材料為具有厚度1至3μm的層。
  13. 如請求項1所述的脫水膜，其中該脫水膜具有以ASTM E96標準方法測定的至少1,000g/m 2/天的水蒸氣透氣率。
  14. 如請求項1所述的脫水膜，其中該脫水膜具有以ASTM E96標準方法測定的至少1,000g/m 2/天的水蒸氣透氣率。
  15. 如請求項1所述的脫水膜，其中該多孔載體包括聚丙烯、拉伸聚丙烯、聚乙或拉伸聚乙烯。
  16. 如請求項1所述的脫水膜，其中根據日本工業標準Z 2801：2012測定該脫水膜具有2或更高的抗微生物活性。
  17. 一種使氣體脫水的方法，包括：施加第一氣體到請求項1的該脫水膜上；以及允許水蒸氣通過該脫水膜，除去該水蒸氣以產生第二氣體，該第二氣體的水蒸氣含量低於該第一氣體。
  18. 一種使氣體脫水的方法，包括：固化塗覆在多孔載體上的水性混合物；其中塗覆在該多孔載體上的該水性混合物在60℃至100℃的溫度下固化約30秒至約3小時，以促進該水性混合物內部的交聯；其中通過將該水性混合物塗覆到該多孔載體上而讓該多孔載體之上具有該水性混合物的塗覆，並根據需要重複塗覆以獲得厚度為約100nm至約4000nm的塗層；其中該水性混合物是通過在水性液體中混合(1)氧化石墨烯化合物和(2)PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合物而形成的；以及其中該水性混合物包含乙醇和水的溶劑混合物。
  19. 如請求項18所述之使氣體脫水的方法，其中塗佈該多孔載體的塗佈速率為0.5至15m/分鐘，並且所得該塗層為約1μm至約3μm厚的層。
  20. 一種能量回收通氣機系統，包括請求項1的該脫水膜。
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