两亲性聚电解质复合物、多层物和共混物制造技术

技术编号:43894032 阅读:19 留言:0更新日期:2025-01-03 13:08
公开了复合膜,其包括多孔支持物和包含第一共聚物和第二共聚物的选择性层,其中:第一共聚物包含第一多个疏水性重复单元和多个阳离子重复单元;第二共聚物包含第二多个疏水性重复单元和多个阴离子重复单元。还公开了制造和使用复合膜的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、化学工业中最耗能的活动之一是分离化学化合物。膜是实现高效分离的优异候选物:它们可扩展、节能并已被广泛用于气体和液体分离过程。尽管如此,但它们更广泛的用途受到了常规方法制备的膜的分离能力、结垢和稳定性的限制。

2、目前,类似尺寸的分子的分离是通过使用能量密集型方法如色谱法、蒸馏和萃取实现的。例如,仅丙烷和乙烯的纯化就占全球能量消耗的0.3%。采用膜代替当前方法来进行这些挑战性的分离将显著降低能耗,同时增加这些过程的可持续性。其他分离,如苯衍生物彼此之间的分离和具有附加值的生物活性化合物的分离,都是可以使用膜的潜在过程。

3、除了选择性的限制外,膜结垢还将严重限制膜在其中进料具有高浓度的生物大分子、颗粒物和/或油等组分的应用中的更广泛使用。因此,在设计新型膜材料时,考虑结垢防护至关重要。结垢是膜过滤中最有现实意义的研究领域之一,也是改善膜分离过程的性能的主要障碍。6结垢对膜的性能和完整性有不利影响。鉴于市售膜抵抗成垢物的局限性,能够调整渗透性、孔隙尺寸和选择性等膜性质同时保持易制造性和高抗结垢性可使水过滤领域得以改观。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合膜,所述复合膜包括多孔支持物;和包含第一共聚物和第二共聚物的选择性层;其中:

2.根据权利要求1所述的复合膜,其中所述第一共聚物和所述第二共聚物不溶于水(例如,在操作条件下)。

3.根据权利要求1所述的复合膜,其中所述复合膜为薄膜复合膜。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合膜,其中所述复合膜具有约20μm至约1,000μm的厚度。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的复合膜,其中所述复合膜具有约50μm至约200μm的厚度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合膜,其中所述选择性层具有约30nm至约5μm的...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种复合膜,所述复合膜包括多孔支持物;和包含第一共聚物和第二共聚物的选择性层;其中:

2.根据权利要求1所述的复合膜,其中所述第一共聚物和所述第二共聚物不溶于水(例如,在操作条件下)。

3.根据权利要求1所述的复合膜,其中所述复合膜为薄膜复合膜。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合膜,其中所述复合膜具有约20μm至约1,000μm的厚度。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的复合膜,其中所述复合膜具有约50μm至约200μm的厚度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合膜,其中所述选择性层具有约30nm至约5μm的厚度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的复合膜,其中所述选择性层具有约30nm至约1,000nm的厚度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的复合膜,其中所述选择性层具有约10nm、约25nm、约50nm、约75nm、约100nm、约125nm、约150nm、约175nm、约200nm、约225nm、约250nm、约275nm、约300nm、约325nm、约350nm、约375nm、约400nm、约425nm、约450nm、约475nm、约500nm、约525nm、约550nm、约575nm或约600nm的厚度。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的复合膜,其中所述选择性层具有约400nm、约425nm、约450nm、约475nm、约500nm、约525nm、约550nm、约575nm或约600nm的厚度。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的复合膜,其中所述多个阳离子重复单元在水中(例如,在中性ph的水中或在操作条件下的水中)部分地带正电荷。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的复合膜,其中所述多个阳离子重复单元在水中(例如,在中性ph的水中或在操作条件下的水中)带正电荷。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的复合膜,其中所述多个阴离子重复单元在水中(例如,在中性ph的水中或在操作条件下的水中)部分地带负电荷。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的复合膜,其中所述多个阴离子重复单元在水中(例如,在中性ph的水中或在操作条件下的水中)带负电荷。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的复合膜,其中所述选择性层基本上由所述第一共聚物和所述第二共聚物组成。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约5-80重量%的所述多个阳离子重复单元。

16.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约15-75重量%的所述多个阳离子重复单元。

17.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约20-50重量%的所述多个阳离子重复单元。

18.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约10重量%、约20重量%、约30重量%、约40重量%、约50重量%、约60重量%、约70重量%或约80重量%的所述多个阳离子重复单元。

19.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约5-80摩尔%的所述多个阳离子重复单元。

20.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约15-75摩尔%的所述多个阳离子重复单元。

21.根据权利要求1-14中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约20-50摩尔%的所述多个阳离子重复单元。

22.根据权利要求1-21中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约10摩尔%、约20摩尔%、约30摩尔%、约40摩尔%、约50摩尔%、约60摩尔%、约70摩尔%或约80摩尔%的所述多个阳离子重复单元。

23.根据权利要求1-21中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约10重量%、约20重量%、约30重量%、约40重量%、约50重量%、约60重量%、约70重量%或约80重量%的所述第一多个疏水性重复单元。

24.根据权利要求1-21中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物包含约10摩尔%、约20摩尔%、约30摩尔%、约40摩尔%、约50摩尔%、约60摩尔%、约70摩尔%或约80摩尔%的所述第一多个疏水性重复单元。

25.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约5-80重量%的所述多个阴离子重复单元。

26.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约15-75重量%的所述多个阴离子重复单元。

27.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约20-50重量%的所述多个阴离子重复单元。

28.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约10重量%、约20重量%、约30重量%、约40重量%、约50重量%、约60重量%、约70重量%或约80重量%的所述多个阴离子重复单元。

29.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约5-80摩尔%的所述多个阴离子重复单元。

30.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约15-75摩尔%的所述多个阴离子重复单元。

31.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约20-50摩尔%的所述多个阴离子重复单元。

32.根据权利要求1-24中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约10摩尔%、约20摩尔%、约30摩尔%、约40摩尔%、约50摩尔%、约60摩尔%、约70摩尔%或约80摩尔%的所述多个阴离子重复单元。

33.根据权利要求1-32中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约10重量%、约20重量%、约30重量%、约40重量%、约50重量%、约60重量%、约70重量%或约80重量%的所述第一多个疏水性重复单元。

34.根据权利要求1-32中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物包含约10摩尔%、约20摩尔%、约30摩尔%、约40摩尔%、约50摩尔%、约60摩尔%、约70摩尔%或约80摩尔%的第二多个疏水性重复单元。

35.根据权利要求1-34中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有至少30,000g/mol的平均摩尔质量。

36.根据权利要求1-37中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有至少50,000g/mol的平均摩尔质量。

37.根据权利要求1-34中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有至少100,000g/mol的平均摩尔质量。

38.根据权利要求1-34中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有20,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

39.根据权利要求1-34中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有30,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

40.根据权利要求1-34中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有50,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

41.根据权利要求1-34中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物具有100,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

42.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有至少30,000g/mol的平均摩尔质量。

43.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有至少50,000g/mol的平均摩尔质量。

44.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有至少100,000g/mol的平均摩尔质量。

45.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有20,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

46.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有30,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

47.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有50,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

48.根据权利要求1-41中任一项所述的复合膜,其中所述第二共聚物具有100,000g/mol至约500,000g/mol的平均摩尔质量。

49.根据权利要求1-48中任一项所述的复合膜,其中所述第一共聚物和所述第二共聚物依次在所述多孔支持物上成层(例如,所述第一共聚物和所述第二共聚物依次施加到所述多孔支持物)。

50.根据权利要求49所述的复合膜,其中所述第一共聚物为第一层(例如,最外层)并且所述第二共聚物为第二层(例如,所述第一共聚物层在所述第二共聚物层上并且所述第二共聚物层与所述多孔支持物接触)。

51.根据权利要求49所述的复合膜,其中所述第二共聚物为第一层(例如,最外层)并且所述第一共聚物为第二层(例如,所述第二共聚物层在...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·阿萨特金·阿列克西奥L·马扎费罗
申请(专利权)人:塔夫茨大学的受托人
类型:发明
国别省市:

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