一种具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜制备方法，通过具有随温度变化会发生亲/疏水转变特性的温敏高分子材料与高分子膜材料共混，采用相分离法制备，获得的微孔膜是由疏水层与亲水层共同构成的双层膜结构，疏水层及亲水层厚度依据膜蒸馏过程的操作温度可自动调节。本发明专利技术的膜蒸馏用微孔膜具有与操作温度相适应的可自动调节的疏水层厚度，极大地降低了传质阻力、提高了膜的渗透通量，同时，相应变厚的亲水层可显著降低温差极化和整个膜的传热损失，有效解决目前膜蒸馏过程传质与传热这一矛盾，改善了膜蒸馏过程特性及热效率，特别有利于充分利用较低温度料液的余热进行直接接触式膜蒸馏浓缩分离，具有良好的应用前景。

Preparation method of microporous membrane for membrane distillation with self adjusting structure

The invention discloses a preparation method of microporous membrane for membrane distillation with self-adjusting structure. The microporous membrane is a double-layer membrane composed of hydrophobic layer and hydrophilic layer by blending thermo-sensitive polymer material and polymer membrane material which have the characteristics of hydrophobic/hydrophobic transition with temperature change and by phase separation method. The thickness of the hydrophobic layer and hydrophilic layer can be automatically adjusted according to the operating temperature of the membrane distillation process. The microporous membrane for membrane distillation of the present invention has an auto-adjustable hydrophobic layer thickness adapted to operation temperature, greatly reducing mass transfer resistance and improving permeation flux of the membrane, at the same time, the corresponding thickened hydrophilic layer can significantly reduce temperature polarization and heat transfer loss of the whole membrane, effectively solving mass transfer and mass transfer in the present membrane distillation process. The contradiction of heat transfer improves the characteristics and thermal efficiency of membrane distillation process, and is especially conducive to making full use of the waste heat of lower temperature feed liquid for direct contact membrane distillation concentration and separation.

【技术实现步骤摘要】
一种具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜制备方法
本专利技术属于高分子膜分离
，具体涉及一种具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜制备方法。
技术介绍
膜蒸馏(MD)是混合液中挥发性组分在多孔疏水膜两侧的蒸汽压差的推动下实现传质分离的膜过程，其中直接接触膜蒸馏(DCMD)的膜两侧分别与高温料液及低温渗透液直接接触，蒸汽透过膜孔并直接在渗透液侧冷凝，是研究得最多的一种膜蒸馏过程。膜蒸馏的突出优点在于：(1)可利用太阳能、工业废(余)热等廉价能源，无需达到沸点即可实现常规蒸馏过程；(2)可在几乎常压下操作；(3)对无机盐、大分子等不挥发组分的截留率接近100％，处理高含盐废水，理论产水率可达到100％，远高于现有反渗透膜技术的75％，也是唯一能够浓缩至溶质结晶的膜分离技术。此外，膜蒸馏技术易于与其它净化处理过程耦合与集成，特别适合现有常规技术及反渗透膜技术难以解决的场合，在脱盐制水，高盐度废水、高价值金属或有机组分回收等方面展示出巨大的应用前景。但是，膜蒸馏技术的概念从1963年提出至今，仍无大规模的工业应用，其原因包括膜、膜组件和系统设计，热能利用率等问题。最重要的原因是膜蒸馏的核心-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜制备方法，其特征在于，通过随温度变化会发生亲/疏水转变特性的温敏高分子材料与高分子膜材料共混，采用相分离法制备成形，获得的微孔膜结构是由疏水层与亲水层共同构成的双层膜结构，而疏水层及亲水层的厚度依据膜蒸馏过程的操作温度可自动调节，其制备方法包括以下步骤：1)合成最低临界转变温度(LCST)在25‑70℃的系列温敏高分子材料；2)依据直接膜蒸馏过程操作温度，选择合适LCST的温敏高分子材料，将其与高分子膜材料共混，按高分子膜材料质量百分含量为10％‑25％，温敏高分子材料占总的高分子(即：温敏高分子材料与高分子膜材料)质量百分含量为5％‑30％，其余为溶...

【技术特征摘要】
1.一种具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜制备方法，其特征在于，通过随温度变化会发生亲/疏水转变特性的温敏高分子材料与高分子膜材料共混，采用相分离法制备成形，获得的微孔膜结构是由疏水层与亲水层共同构成的双层膜结构，而疏水层及亲水层的厚度依据膜蒸馏过程的操作温度可自动调节，其制备方法包括以下步骤：1)合成最低临界转变温度(LCST)在25-70℃的系列温敏高分子材料；2)依据直接膜蒸馏过程操作温度，选择合适LCST的温敏高分子材料，将其与高分子膜材料共混，按高分子膜材料质量百分含量为10％-25％，温敏高分子材料占总的高分子(即：温敏高分子材料与高分子膜材料)质量百分含量为5％-30％，其余为溶剂或稀释剂及致孔剂，配置铸膜液，将温敏高分子材料与高分子膜材料、致孔剂加入到溶剂或稀释剂中，氮气保护下恒温搅拌溶解2h-4h，保温静置脱泡，得到均相的铸膜液，于溶解温度下保存待用；3)将上述配制好的均相铸膜液倒于玻璃板上，然后用刮膜机刮制成初生态膜，再将初生态膜板放入凝胶浴中，使初生态膜发生相分离，从均匀液相固化成膜，空气侧形成膜的皮层，玻璃板侧形成膜的支撑层；再将自然脱落的膜置于水或其它萃取剂中把膜内的溶剂或稀释剂完全溶出，再经冷冻干燥得到干态的微孔膜；4)将上述微孔膜置于膜蒸馏装置中，膜的皮层朝向高温料液侧，支撑层朝向低温渗透侧，首先在高于膜的LCST以上的操作温度下，于料液侧通入料液，于渗透侧通入纯水，之后，保持料液操作温度不变的同时，降低渗透侧温度至膜的LCST以下的操作温度，使接触渗透液的膜表面逐渐亲水化，纯水进入并稳定在渗透侧膜孔内一定深度，在膜内部形成疏水/亲水界面，构建出疏水/亲水双层结构并具有结构自调节特性的膜蒸馏用微孔膜。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖通虎，殷凯，陈祥颖，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33