一种非对称浸润性正渗透膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种非对称浸润性正渗透膜及其制备方法与应用，非对称浸润性正渗透膜包括依次层叠的亲水多孔支撑层和三层疏水亲水复合层，所述疏水亲水复合层包括超疏水纳米管层和亲水纳米线层，所述超疏水纳米管层包含氟化碳纳米管，所述非对称浸润性正渗透膜用于正渗透时，所述超疏水纳米管层的表面形成疏水纳米气泡空气层，多层超疏水纳米管表面形成多层疏水纳米气泡空气层。本发明专利技术提供的正渗透复合膜具有多层非对称浸润性膜结构，构筑了水分子由亲水侧向疏水侧的高速定向运输通道，氟化碳纳米管具有超疏水性能，其表面的微纳结构和疏水作用引起纳米气泡的产生，多层纳米厚度的空气层可有效排斥驱动液中盐离子的反向扩散，在正渗透过程中，疏水纳米气泡形成纳米流体二极管，实现了特定的单向水传递特性。实现了特定的单向水传递特性。实现了特定的单向水传递特性。

【技术实现步骤摘要】
一种非对称浸润性正渗透膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及正渗透分离膜
，具体而言，涉及一种非对称浸润性正渗透膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着全球水资源的日益紧张，用水问题成为了人类所面临的巨大生存问题。海水淡化是解决我国淡水资源匮乏的战略选择，经济可行的淡水获取技术是人类一直面临的挑战。目前成熟的反渗透海水淡化技术，占据全球海水淡化市场的50％，但作为压力驱动膜过程仍然存在挑战，如高能耗、高成本及膜污染问题。如何发展新型膜材料，实现高效低成本海水淡化及脱盐过程，是全世界面临的科学、技术及社会挑战。
[0003]正渗透是一种理论上不需要外界能量的自发过程，利用膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使纯水从具有较低渗透压(或较高化学势)的原料液侧通过半透膜自发地流向具有较高渗透压(或较低水化学势)的驱动液侧，从而实现高渗透压一侧溶液的稀释和低渗透压一侧溶液的浓缩，整个过程在常温常压下自发进行。正渗透技术因其能耗低，污染低及易清洗，驱动液可回收，纯水回收率高等优势，在海水淡化、污水回收以及食品工业中具有应用潜能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非对称浸润性正渗透膜，其特征在于，包括依次层叠的亲水多孔支撑层和三层疏水亲水复合层，所述疏水亲水复合层包括超疏水纳米管层和亲水纳米线层，所述超疏水纳米管层包含氟化碳纳米管，所述非对称浸润性正渗透膜用于正渗透时，所述超疏水纳米管层的表面形成疏水纳米气泡空气层。2.根据权利要求1所述的非对称浸润性正渗透膜，其特征在于，所述超疏水纳米管层与水滴的接触角大于120
°
；和/或，所述亲水多孔支撑层与所述亲水纳米线层对水滴的浸润性小于2s，接触角为0
°
；和/或，所述亲水纳米线层包含纳米线，所述纳米线的直径为50～200nm。3.根据权利要求1所述的非对称浸润性正渗透膜，其特征在于，所述亲水多孔支撑层的厚度为30～100μm；和/或，所述超疏水纳米管层的厚度为100～200nm；和/或，所述亲水纳米线层的厚度为30～90μm。4.一种如权利要求1
‑
3任一所述的非对称浸润性正渗透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在保护性气氛中，使包含第一聚合物、活性物质和第一溶剂的第一混合反应体系发生原位聚合反应，形成铸膜液，将铸膜液施加于基底表面进行成膜处理，制得亲水多孔支撑层；S2、将包含氟化碳的分散液施加于亲水多孔支撑层表面，制得超疏水纳米管层，采用静电纺丝的方法在超疏水纳米管层的表面电纺形成亲水纳米线层，超疏水纳米管层和亲水纳米线层组成一层疏水亲水复合层；重复上述步骤，再形成两层疏水亲水复合层；S3、进行热压处理，获得非对称浸润性正渗透膜。5.根据权利要求4所述的非对称浸润性正渗透膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11、将第一聚合物与第一溶剂混合并于60～100℃搅拌4～12h，形成成膜前驱体溶液；S12、在保护性气氛中，将活性物质与第一溶剂混合得到活性溶液，将活性溶液加入成膜前驱体溶液，形成第一混合反应体系，于60～100℃反应6～48h，形成铸膜液；S13、将铸膜液施加于基底表面，于20～35℃的凝固浴中固化0.5～5min，再于40～80℃的水浴中进行二次交联12～24h，制得亲水多孔支撑层。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩秋，刘富，张露，林海波，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：