过滤器制造技术

一种反渗透膜过滤器，包括：一多孔支撑层；一多孔表层，以及至少一水结合成分，所述水结合成分主要结合于所述表层与所述支撑层之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及包含类肽的反渗透膜过滤器。
技术介绍
过滤是一个通过使一液流流经多孔介质(膜)而从所述液流中分离成分的过程。在膜过滤中，所述膜起到一选择性阻挡层的作用，以允许一些成分(“渗透”流)通过并保留其余成分(“渗余”流)；将一原料流分离为两个产物流。通常按照分离成分的尺寸、结构特征、驱动力及运行模式对膜及膜分离工艺进行分类。水系统中通常使用的主要膜分离工艺有：反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)。水的膜过滤(即脱盐)是一主动压力驱动过程。在水的膜过滤领域中，需要降低过滤所需压力(能量)。目前RO脱盐中使用的主要膜类型为聚酰胺TFC膜。在一微孔支撑体的顶部形成所述膜的薄且致密的活性聚酰胺表层，所述微孔支撑体通常由聚砜制成。在脱盐过程中，外部压力激励水从高盐浓度(含盐溶液)向位于载体侧的低盐浓度区域(脱盐水)而流过所述表层。降低所述膜两侧间(所述含盐溶液与所述脱盐水之间)的自由能之差可以降低过程中所需的外部压力，使所述脱盐过程更节能。可以通过向盐溶液和/或脱盐水中添加助剂来实现这种改进，然而，这需要不断添加助剂并且成本高。本专利技术的目的在于提供新的过滤器，该过滤器仅需要较小压力即可在一给定的压力下提供一给定流量或一更高流量。在后续描述中将展现本专利技术的进一步目的和优点。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种反渗透膜过滤器，所述过滤器包括：一多孔支撑层；一多孔表层，以及至少一水结合成分(water binding composition)，所述水结合成分主要结合于所述表层与所述支撑层之间。在一些实施例中，所述水结合成分包括至少一类肽。在一些实施例中，所述水结合成分由至少一类肽组成。所述类肽例如为一N取代甘氨酸类肽(N-substituted glycine peptoid)。在一些实施例中，所述类肽选自由Ac(Nser)、Ac(Nme)3及其混合物组成的类肽组。典型地，所述表层选自一由聚酰胺、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚苯并咪唑及其混合物所组成的群组。在一些优选实施例中，所述表层包括聚酰胺和类肽，所述类肽选自由Ac(Nser)、Ac(Nme)3及其混合物所组成的群组；并且所述类肽与所述表层结合。在一些实施例中，所述支撑层包含聚砜。在一些实施例中，所述类肽与所述支撑层结合。在优选实施例中，设置于所述支撑层上的所述多孔表层能够拒绝离子与小分子通过。根据另一方面，提供一种制造一改进的反渗透过滤器的方法，所述方法包括：提供一多孔支撑层；提供一多孔表层；将所述表层与至少一类肽结合，以及将所述表层设置于所述支撑层上。在一些实施例中，所述表层包含一成分，所述成分选自一由聚酰胺、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚苯并咪唑及其混合物所组成的群组；并且所述方法进一步包括：利用耦合剂将所述至少一类肽耦合至所述表层，所述耦合剂选自由一类肽-胺耦合剂、一类肽-醋酸纤维素耦合剂和一类肽-酰亚胺耦合剂及其混合物所组成的群组。在一些实施例中，所述类肽-胺耦合剂为一羧基活化剂，所述羧基活化剂能使伯胺与羧基耦合。在一些实施例中，所述耦合剂为EDC。根据另一方面，提供一种反渗透膜过滤器，所述过滤器包括：一多孔支撑层；一多孔表层，以及至少一水结合成分，所述水结合成分主要结合于所述表层与所述支撑层之间。除非另有定义，本文中使用的所有技术术语及科学术语的含义与本专利技术所属领域技术人员通常理解的含义相同。尽管在本专利技术实施例的实践或测试中可以使用与本文中描述的方法及材料相似或等效的方法及材料，以下描述合适的方法及材料。凡有抵触的，以专利说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法及实施例仅用作说明，而非旨在用作必要性限定。优选实施例的描述在详细解释本专利技术的至少一实施例之前，可以理解的是，本专利技术并不仅限于申请中的构建细节和以下说明书中陈述的成分排列。本专利技术可以以其他实施例实现或以各种方式实践或实施。同时，可以理解的是，本文使用的措辞及术语旨在说明而不应当被理解为限定。在名为“正渗透净化单元”的WO2011154946中描述了一净化单元。所述单元包括一进水腔，一出水腔和一双膜部分，其中未净化的原料液进入所述进水腔。所述双膜部分包括一第一半渗透膜、一第二半渗透膜、数个可扩展室和一汲取液，所述第一半渗透膜与所述进水腔流体连接，所述第二半渗透膜与所述出水腔流体连接，所述数个可扩展室置于所述第一半渗透膜与第二半渗透膜之间，所述汲取液的渗透压明显大于所述原料液的渗透压。根据WO2011154946，当所述原料液的溶质被大量阻隔时，足量的溶剂可以透过所述第一膜以增加所述可扩展室内的所述汲取液的液压。WO2011154946进一步陈述：当所述汲取液被大量阻隔时，所述汲取液的液压足以使渗透液由所述第二膜流向所述出水腔。改性和/或添加溶液是简化过滤的主要方法。本方法制造了一种与正渗透相似的效果，而无需向经过滤的溶液(或向过滤后的溶液)中添加溶剂，以改善过滤，简化过滤并降低成本。在藉由使含盐水流过一膜而对所述含盐水进行脱盐时，存在于所述膜面对所述含盐水一侧的水结合分子(water binding molecules,WBM)可以实际增加位于该侧周围的脱盐水的浓度。这种实际溶液状态减小了所述膜两侧之间(所述含盐溶液和所述脱盐水之间)的自由能之差。因此，过程所需的外部压力降低，使得脱盐过程更节能。本专利技术的专利技术人发现：水结合分子(WBM)确实可以用于减小所述脱盐水的自由焓，并因此降低过程所需的外加压力。根据一方面，提供一种改进的反渗透膜过滤器。所述膜包括：一多孔支撑层；一设置于所述支撑层上的多孔表层，所述多孔表层可以拒绝离子与小分子通过；以及至少一类肽，所述类肽主要结合于(与所述表层和/或支撑层结合)所述表层与所述支撑层之间。类肽是桥联合成聚合物与生物聚合物的分子。这种分子呈现高化学稳定性和低毒性；因此，这种分子适合于各种应用。所述类肽结构如下所示，并且，为了比较，在其旁边显示更为常见的多肽结构。作为具有良好亲水性的一类拟肽类低聚物，N取代甘氨酸类肽尤为突出。可以通过精确控制高度多样化的侧链官能团的顺序来合成类肽，以获得对结构特性关系的有效研究。Huang等[PNAS第109卷第49期第19922～19927页]论证了：相较于仅从依数效应中获得的预期，如下所示的具有端羧基及含羟基(Ac(Nser)3)或醚键(Ac(Nme)3)侧链的特定类肽大大降低了水的凝固点。专利技术人意识到：凝固点降低的现象可能表明：这些分子与水分子之间形成了非常强的化学键，因而显著降低了所述过滤水的水焓值，并有效降低了过滤所需的能量。作为起始点，专利技术人开始尝试将这些类肽附着于膜过滤器，并且不设置于与所述含盐溶液接触的一侧。实施例1—“湿法”制备Ac(Sar)3类肽步骤#1：制备三氯乙酰氨基乙醇(trifluoroacetamidoethanol)在室温搅拌下，向2-氨基乙醇(20克,0.32摩尔)的甲醇溶液(50mL)中逐滴滴加三氟乙酸乙酯(50克，0.35摩尔)的甲醇溶液(50mL)。搅拌上述反应混合物18小时后蒸干，获得白色固体。产物化合物1用于下一步而无需纯化。步骤#2：制备2-三苯三氯乙酰氨基乙醇(2-trityltrifluoroacetamidoethanol)向三氯乙酰氨基乙醇(15.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反渗透膜过滤器，包括：一多孔支撑层；一多孔表层，以及至少一水结合成分，所述水结合成分主要结合于所述表层与所述支撑层之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.19 US 61/955,2601.一种反渗透膜过滤器，包括：一多孔支撑层；一多孔表层，以及至少一水结合成分，所述水结合成分主要结合于所述表层与所述支撑层之间。2.如权利要求1所述的过滤器，其中所述水结合成分包含至少一类肽。3.如权利要求1所述的过滤器，其中所述水结合成分由至少一类肽组成。4.如权利要求2或3所述的过滤器，其中所述类肽为一N取代甘氨酸类肽。5.如权利要求2或3所述的过滤器，其中所述类肽选自由Ac(Nser)、Ac(Nme)3及其混合物组成的类肽组。6.如权利要求5所述的过滤器，其中所述表层选自一由聚酰胺、醋酸纤维素、聚酰亚胺、聚苯并咪唑及其混合物所组成的群组。7.如权利要求6所述的过滤器，其中所述表层包括聚酰胺和所述类肽，所述类肽选自一由Ac(Nser)、Ac(Nme)3及其混合物所组成的群组；并且所述类肽与所述表层结合。8.如权利要求1,2或3所述的过滤器，其中所述支撑层包含聚砜。9.如权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿维塔·埃尔，
申请(专利权)人：EW海德鲁费利克处理有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL