分离膜制造技术

本发明专利技术公开了一种分离膜，包括控制层、载体层和位于控制层和载体层之间的过渡层，其中控制层上膜孔的平均孔径小于载体层上膜孔的平均孔径，过渡层上膜孔的平均孔径介于载体层上膜孔的平均孔径和同侧的控制层上膜孔的平均孔径之间，并且其中过渡层为多层膜结构，该多层膜结构至少包括依次布置的三层膜层，其中该三层膜层的中间膜层的膜孔的平均孔径分别大于位于其两侧的两侧膜层上膜孔的平均孔径。因此使得经过控制层的待分离物再进入过渡层后，可以得到两侧膜层的两次过滤分离，从而更好地拦截由于控制层的误差进入的较大杂质，使得分离物的颗粒分布范围更窄，即提高了分离物的分布均匀性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种分离膜，包括控制层、载体层和位于控制层和载体层之间的过渡层，其中控制层上膜孔的平均孔径小于载体层上膜孔的平均孔径，过渡层上膜孔的平均孔径介于载体层上膜孔的平均孔径和同侧的控制层上膜孔的平均孔径之间，并且其中过渡层为多层膜结构，该多层膜结构至少包括依次布置的三层膜层，其中该三层膜层的中间膜层的膜孔的平均孔径分别大于位于其两侧的两侧膜层上膜孔的平均孔径。因此使得经过控制层的待分离物再进入过渡层后，可以得到两侧膜层的两次过滤分离，从而更好地拦截由于控制层的误差进入的较大杂质，使得分离物的颗粒分布范围更窄，即提高了分离物的分布均匀性。【专利说明】分离膜
本专利技术涉及膜分离领域，具体地，涉及一种分离膜。
技术介绍
近几十年来，膜分离技术的发展极为迅速，分离膜应用的领域也在不断的扩大，其已应用在食品发酵、医药、生物工程、石油化工、宇航、环保工程等多个领域，是一种新兴的高效的分离、浓缩、提纯和净化气体和液体的技术。膜分离技术与传统的分离技术相比，具有无相变、节能高效、操作简单和对所处理物料无污染等优点，所以倍受相关产业的关注。随着膜分离技术的进一步应用，需要研究和克服的问题也不断的在出现，在膜材质方面，主要分为有机材料和无机材料，无机材料膜包括分子筛膜、微孔Al2O3膜、ZrO2膜、玻璃(SiO2)膜等，有机膜材料膜则包括醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、氟聚合物等膜材料。然而，各种膜由于本身特性决定和加工精度的影响，个别膜孔达不到分离精度的要求而使得杂质混入，使得分离物的颗粒分布不均匀，而影响分离效果，因此这种局限性不能够应对多种物质的分离要求，即，不足以达到较高的选择性。另外，由于分离膜通常包括通过控制平均孔径大小来控制分离精度的控制层和提供结构强度的载体层，并且载体层的平均孔径大于控制层的平均孔径。因此，现有的膜分离技术只能是单方向的过滤分离，即，待分离物质的较小颗粒只能首先通过控制层的膜孔再通过载体层的膜孔而实现分离。如果反方向执行该过滤操作，则将使得能够通过载体层的膜孔的部分较大颗粒物质不能通过控制层的膜孔，而堵塞在载体层的膜孔中，从而造成分离操作失败。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种分离膜，经该分离膜分离后的分离物的分布均匀性好，并且适用范围广。为了实现上述目的，本专利技术提供一种分离膜，包括控制层、载体层和位于所述控制层和所述载体层之间的过渡层，其中所述控制层上膜孔的平均孔径小于所述载体层上膜孔的平均孔径，所述过渡层上膜孔的平均孔径介于所述载体层上膜孔的平均孔径和同侧的所述控制层上膜孔的平均孔径之间，并且其中所述过渡层为多层膜结构，该多层膜结构至少包括依次布置的三层膜层，该三层膜层包括中间膜层和分别位于该中间膜层两侧的两侧膜层，其中所述中间膜层上膜孔的平均孔径分别大于所述两侧膜层上膜孔的平均孔径。优选地，分别位于所述中间膜层两侧的所述两侧膜层的膜孔的孔径分布和平均孔径相同。优选地，所述过渡层的所述多层膜结构还包括位于所述三层膜层和所述载体层之间的过渡膜层，该过渡膜层上膜孔的平均孔径大于与其相邻的所述两侧膜层的平均孔径。优选地，所述控制层的膜孔的平均孔径为lnm-50 μ m。优选地，所述载体层的厚度分别大于所述控制层和所述过渡层的厚度。优选地，所述分离膜为管状膜。优选地，所述分离膜为板状膜。优选地，所述分离膜为多通道型管状膜。通过上述技术方案中的对分离膜中的过渡层进行的改进，通过小-大-小的至少三层结构，因此使得经过控制层颗粒再进入过渡层后，可以得到两侧膜层的两次过滤分离，从而更好地拦截由于控制层的误差进入的较大杂质颗粒，使得经过过渡层所得到的分离物的颗粒分布范围更窄，即提高了分布均匀性，增大了适用范围。本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【专利附图】【附图说明】附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1是本专利技术第一实施方式提供的双面分离膜的结构示意图；图2是图1中A部的局部结构放大示意图；图3本专利技术第二实施方式提供的分离膜的结构示意图。附图标记说明I 控制层 2 过渡层3 载体层21中间膜层 22两侧膜层23过渡膜层【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。为实现本专利技术目的，即同时提高分离膜的分离精度和应用范围，如图1所示，首先根据本专利技术的第一实施方式，本专利技术提供一种双面分离膜。作为本专利技术的构思，该双面分离膜包括载体层3和分别位于该载体层3两侧的控制层1，并且控制层I上膜孔的平均孔径小于载体层3上膜孔的平均孔径。即，在载体层3的两侧均设置有控制层1，通过这种巧妙的设计，因此无论哪一侧的控制层I均能够通过设置其平均孔径大小实现对相应物质的分离过滤，即实现双向分离功能。并且，通过载体层3的物质还会再次经过另外一侧控制层I的过滤，因此使得即使侥幸通过第一层控制层I的杂质也会被第二层控制层I滤除，即能够实现双重过滤功能。并且进一步地，经过两次分离过程的物质颗粒分布更加均匀，这弥补了由于材料本身特性或膜孔加工精度问题造成的分离精度和分布均匀性的局限性，使得本专利技术提供的双面分离膜的适用范围更广。其中，控制层I可以由例如微孔Al2O3膜、21<)2膜、玻璃(SiO2)膜等无机材料制成，还可以由醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、氟聚合物等有机材料制成，对此本专利技术不做限制。需要说明的是，本文中涉及的“膜孔的平均孔径”为不同膜层中所有膜孔的平均值，这是由于膜层加工完成后，膜孔的孔径不会完全一致，其孔径一般呈正态分布，因此在分离膜领域公知的是，同一膜层的“最可几孔径”通常指的是该膜层所有膜孔的“平均孔径”。另外，能够完成上述专利技术构思的实施方式有多种，例如各层的材质选择、厚度、平均孔径的具体参数的设计等等。为了方便说明本专利技术，在此只重点介绍其中的优选实施方式，该优选实施方式只用于说明本专利技术，并不用于限制本专利技术。首先在第一实施方式中，可优选位于载体层3两侧的控制层I的膜孔的孔径分布和平均孔径相同，即二者采用相同标准进行制造。因此保证从一侧进入并通过载体层3的颗粒均能够通过另一侧的控制层上的膜孔，而不会堵塞在分离膜内部，保证本专利技术提供的分离膜的使用寿命。当然，根据某些使用场合的特殊需要，还可以将两侧控制层I上膜孔的平均孔径设计为略有不同，以适应不同的分离控制要求，此时需要注意分离膜内部是否发生堵塞并且及时处理。作为膜分离技术的一般要求，控制层I的膜孔的平均孔径可根据待分离的物质进行设定，通常为lnm-50 μ m，当然，根据需要也可设计该范围之外的平均孔径尺寸，这种变形均应落在本专利技术的保护范围中。另外，通常由于要提供膜的结构强度，优选地，载体层3的厚度大于控制层I的厚度。在有些实施方式中，也可通过改变载体层3的材料种类而提高结构强度，从而降低整体双面分离膜的厚度，此类变形也应落在本专利技术的保护范围中。进一步地，在本专利技术的第一实施方式中，优选地，载体层3与至少一侧的控制层I之间设置有过渡层2，该过渡层2上膜孔的平均孔径介于载体层3上膜孔的平均孔径和与其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离膜，其特征在于，所述分离膜包括控制层（1）、载体层（3）和位于所述控制层（1）和所述载体层（3）之间的过渡层（2），其中所述控制层（1）上膜孔的平均孔径小于所述载体层（3）上膜孔的平均孔径，所述过渡层（2）上膜孔的平均孔径介于所述载体层（3）上膜孔的平均孔径和同侧的所述控制层（1）上膜孔的平均孔径之间，并且其中所述过渡层（2）为多层膜结构，该多层膜结构至少包括依次布置的三层膜层，该三层膜层包括中间膜层（21）和分别位于该中间膜层（21）两侧的两侧膜层（22），其中所述中间膜层（21）上膜孔的平均孔径分别大于所述两侧膜层（22）上膜孔的平均孔径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志成，刘凯中，
申请(专利权)人：北京中天元环境工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：