本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及分離膜、其制造方法及包括其的水處理裝置。分離膜可包括支撐層和聚合物基質(zhì)層。所述支撐層可包括包含由化學(xué)式1表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物，且所述聚合物基質(zhì)層是半滲透膜并具有比所述支撐層高的對(duì)于待分離的目標(biāo)材料的排除率。化學(xué)式1可如在具體實(shí)施方式中所描述的。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本文中的實(shí)例實(shí)施方式涉及分離膜、其制造方法和包括所述分離膜的水處理裝置。
技術(shù)介紹
隨著對(duì)于具有更低能量消耗和更高效率的膜的技術(shù)的開(kāi)發(fā)的日益增加的需求，已經(jīng)存在對(duì)于正滲透(FO)方面的增長(zhǎng)的興趣。正滲透如反滲透一樣需要能夠通過(guò)引起滲透壓而過(guò)濾溶質(zhì)的分離膜。但是，與反滲透不同，正滲透使用濃度差而不是壓力差以分離材料。因此，正滲透方法可在非常低的壓力下或甚至沒(méi)有壓力下操作。根據(jù)最近的研究，在海水淡化中通過(guò)反滲透產(chǎn)生的每噸水的能量消耗為約3-5kWh，而使用正滲透的每噸的能量消耗可降低到約I kWh。膜的內(nèi)部濃差極化是影響正滲透系統(tǒng)的性能的重要因素。濃差極化指的是其中在從溶液中分離水的過(guò)程期間分離膜表面周?chē)蛢?nèi)部的材料的濃度不同于周?chē)h(huán)境的現(xiàn)象。因此，分離膜的操作性能遠(yuǎn)低于理論計(jì)算值。在分離膜表面周?chē)l(fā)生的濃差極化稱(chēng)為外部濃差極化，這可通過(guò)控制分離膜的操作條件相對(duì)簡(jiǎn)單地解決。但是，發(fā)生在分離膜內(nèi)部的濃差極化無(wú)法解決，且存在開(kāi)發(fā)能夠降低或最小化內(nèi)部濃差極化的分離膜的需求。如果將通常用于反滲透方法的分離膜用于正滲透方法，可發(fā)生顯著的濃差極化。在正滲透方法中，分離膜的化學(xué)性質(zhì)以及分離膜的結(jié)構(gòu)也是影響性能的重要因素。在反滲透方法中，因?yàn)榇┻^(guò)分離膜的水的運(yùn)動(dòng)通過(guò)壓力發(fā)生，所以支撐體的化學(xué)性質(zhì)不是關(guān)于膜滲透流量的關(guān)鍵參數(shù)。但是，在正滲透方法中，因?yàn)樗疂B透由于滲透壓差自發(fā)地發(fā)生，所述支撐體的化學(xué)性質(zhì)即親水性大大地影響滲透流量。最近，研究已經(jīng)報(bào)道了，隨著支撐體材料更加親水且具有更薄的厚度和更高的孔隙率，滲透流量得到改善。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
實(shí)例實(shí)施方式涉及具有改善的鹽排除率(rejection rate)以及更高的強(qiáng)度、更高的孔隙率和更高的親水性的分離膜。實(shí)例實(shí)施方式另外涉及所述分離膜的制造方法。實(shí)例實(shí)施方式還涉及使用所述分離膜的水處理裝置。分離膜可包括支撐層和聚合物基質(zhì)層，所述支撐層包括包含由下面的化學(xué)式I表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物。權(quán)利要求1.分尚膜，包括 包括包含由下面的化學(xué)式I表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物的支撐層；和 聚合物基質(zhì)層 2.權(quán)利要求I的分離膜，其中所述聚合物具有每無(wú)水葡萄糖單元O.5-2. 5的通過(guò)烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、烷芳基或芳烷基的R1-R6的取代度(DS)，且具有每無(wú)水葡萄糖單元O. 5-2. 5的在上面的化學(xué)式中通過(guò)-COR7取代基的取代度。3.權(quán)利要求I或2的分離膜，其中在上面的化學(xué)式I中通過(guò)-COR7取代基的取代度為每無(wú)水葡萄糖單元O. 8-2。4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的分離膜，其中所述支撐層包括表層和多孔層，其中所述表層具有比所述多孔層高的密度。5.權(quán)利要求4的分離膜，其中所述多孔層具有指狀多孔結(jié)構(gòu)。6.權(quán)利要求5的分離膜，其中所述指狀多孔結(jié)構(gòu)包括具有10μπι-50μπι的最長(zhǎng)直徑的指狀孔，所述指狀孔的最長(zhǎng)直徑的平均值范圍為20 μ m-40 μ m,且在相鄰指狀孔之間的距離范圍為I μ m-20 μ m。7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的分離膜，所述支撐層具有50%-95%的如方程I定義的孔隙率(ε ) 8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的分離膜，其中所述聚合物基質(zhì)層形成在所述支撐層的一個(gè)表面或兩個(gè)表面上。9.權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)的分離膜，其中所述聚合物基質(zhì)層接觸所述支撐層的表層。10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)的分離膜，其中聚合物基質(zhì)層包括選自聚酰胺、交聯(lián)聚酰胺、聚酰胺-酰肼、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、聚烯丙基胺鹽酸鹽/聚苯乙烯磺酸鈉(PAH/PSS)、聚苯并咪唑、磺化聚亞芳基醚砜、和它們的組合的材料，或無(wú)機(jī)材料和選自聚酰胺、交聯(lián)聚酰胺、聚酰胺-酰肼、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、聚烯丙基胺鹽酸鹽/聚苯乙烯磺酸鈉(PAH/PSS)、聚苯并咪唑、磺化聚亞芳基醚砜、和它們的組合中的一種的復(fù)合材料。11.權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的分離膜，其中所述分離膜具有10-1500的通過(guò)下面的方程2定義的結(jié)構(gòu)因子(S): 12.分離膜的制造方法，包括 制備包括聚合物和有機(jī)溶劑的聚合物溶液，所述聚合物包括由下列化學(xué)式I表示的結(jié)構(gòu)單元； 將所述聚合物溶液流延在基底上； 將流延有所述聚合物溶液的所述基底浸在非溶劑中以形成包括表層和多孔層的支撐層；和 在所述支撐層上進(jìn)行界面聚合反應(yīng)以提供聚合物基質(zhì)層 13.權(quán)利要求12的方法，其中所述聚合物溶液包括9-15重量％的濃度的包括由化學(xué)式I表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物。14.正滲透水處理裝置，包括 待凈化的包含雜質(zhì)的進(jìn)料溶液； 具有比所述進(jìn)料溶液高的滲透壓的滲透驅(qū)動(dòng)溶液； 權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的分離膜，所述分離膜安置為使得一側(cè)接觸所述進(jìn)料溶液和另一側(cè)接觸所述滲透驅(qū)動(dòng)溶液； 回收系統(tǒng)，其配置為從所述滲透驅(qū)動(dòng)溶液分離驅(qū)動(dòng)溶質(zhì)；和 連接器，其配置為將通過(guò)所述回收系統(tǒng)分離的滲透驅(qū)動(dòng)溶液的驅(qū)動(dòng)溶質(zhì)再引入回到接觸所述分離膜的滲透驅(qū)動(dòng)溶液中。15.權(quán)利要求14的正滲透水處理裝置，進(jìn)一步包括 從驅(qū)動(dòng)溶質(zhì)已經(jīng)通過(guò)所述回收系統(tǒng)從其分離的滲透驅(qū)動(dòng)溶液的剩余物產(chǎn)生經(jīng)處理的水的設(shè)備，所述經(jīng)處理的水包括通過(guò)滲透壓已從所述進(jìn)料溶液經(jīng)過(guò)半滲透膜到所述滲透驅(qū)動(dòng)溶液的水。全文摘要本專(zhuān)利技術(shù)涉及分離膜、其制造方法及包括其的水處理裝置。分離膜可包括支撐層和聚合物基質(zhì)層。所述支撐層可包括包含由化學(xué)式1表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物，且所述聚合物基質(zhì)層是半滲透膜并具有比所述支撐層高的對(duì)于待分離的目標(biāo)材料的排除率。化學(xué)式1可如在具體實(shí)施方式中所描述的。文檔編號(hào)C02F1/44GK102886213SQ20121025709公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日專(zhuān)利技術(shù)者韓珵任, 孔惠英, 韓圣洙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
分離膜，包括:包括包含由下面的化學(xué)式1表示的結(jié)構(gòu)單元的聚合物的支撐層；和聚合物基質(zhì)層:[化學(xué)式1]其中，在上面的化學(xué)式1中，R1？R6各自獨(dú)立地為氫、取代的或未取代的C1？C30烷基、取代的或未取代的C3？C30環(huán)烷基、取代的或未取代的C2？C30雜環(huán)烷基、取代的或未取代的C6？C30芳基、取代的或未取代的C2？C30雜芳基、取代的或未取代的C7？C30烷芳基、取代的或未取代的C7？C30芳烷基或？COR7，R7是取代的或未取代的C1？C30烷基、取代的或未取代的C3？C30環(huán)烷基、取代的或未取代的C2？C30雜環(huán)烷基、取代的或未取代的C6？C30芳基、取代的或未取代的C2？C30雜芳基、取代的或未取代的C7？C30烷芳基、或取代的或未取代的C7？C30芳烷基，條件是R1？R3中的至少一個(gè)和R4？R6中的至少一個(gè)各自獨(dú)立地相同或不同且為？COR7，和R1？R3中的至少一個(gè)和R4？R6中的至少一個(gè)各自獨(dú)立地相同或不同，且為取代的或未取代的C1？C30亞烷基、取代的或未取代的C3？C30亞環(huán)烷基、 取代的或未取代的C2？C30亞雜環(huán)烷基、取代的或未取代的C6？C30亞芳基、取代的或未取代的C2？C30亞雜芳基、取代的或未取代的C7？C30亞烷芳基、或取代的或未取代的C7？C30亞芳烷基，L1？L6各自獨(dú)立地為取代的或未取代的C1？C30亞烷基、取代的或未取代的C3？C30亞環(huán)烷基、取代的或未取代的C2？C30亞雜環(huán)烷基、取代的或未取代的C6？C30亞芳基、取代的或未取代的C2？C30亞雜芳基、取代的或未取代的C7？C30亞烷芳基、或取代的或未取代的C7？C30亞芳烷基，n和m各自獨(dú)立地為0？150的整數(shù)，條件是n和m的和為至少1，和o、p、q和r各自獨(dú)立地為0？100的整數(shù)。FDA00001922132100011.jpg...
【技術(shù)特征摘要】
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓珵任，孔惠英，韓圣洙，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：三星電子株式會(huì)社，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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