一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明屬于膜分離材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜及其制備方法和應(yīng)用。所述制備方法為：將親水性聚合物溶于相應(yīng)溶劑配成親水性聚合物溶液，然后加入親水性二氧化硅氣凝膠，加熱攪拌均勻?yàn)殍T膜液，靜置脫泡待用；然后將所得鑄膜液通過(guò)干法或濕法在鋪展的無(wú)紡布上制膜，膜厚度控制在100～300μm，將所得膜層去除溶劑后干燥處理，得到所述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜。本發(fā)明的制備方法采用低毒性溶劑和無(wú)毒添加劑，生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保、有效的簡(jiǎn)化了制備工藝、大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；所得透濕膜集高強(qiáng)度、高透濕量、高選擇性和低導(dǎo)熱性于一體，應(yīng)用前景良好。
【專利說(shuō)明】
一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于膜分離材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]淡水資源是人類生存與發(fā)展的最重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。海水淡化和廢水凈化技術(shù)正逐步成為解決淡水資源緊缺的重要手段。
[0003]海水淡化又稱海水脫鹽，是分離海水中鹽和水的過(guò)程。常用的海水淡化方法有熱法和膜法兩種。熱法主要采用多級(jí)閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾，膜法主要指反滲透。熱法通常需要消耗大量高品位能源，并且生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜、昂貴;膜法的反滲透技術(shù)，它是一種利用半透膜的選擇透過(guò)性，在外加高壓力的條件下使水逆濃度梯度透過(guò)半透膜，而使鹽分和雜質(zhì)截留在膜另一側(cè)的技術(shù)。反滲透法一般由電能和機(jī)械能驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)需要維持較高的運(yùn)行壓力，對(duì)設(shè)備的耐壓能力要求很高?，F(xiàn)有的熱法和膜法海水淡化技術(shù)共同面臨的問(wèn)題是設(shè)備要求高、需要消耗大量高品位能源，并且海水的淡水產(chǎn)率較低。
[0004]同時(shí)，人們也越來(lái)越重視室內(nèi)環(huán)境的改善。除濕的方法按照其除濕機(jī)理可以分為:冷卻除濕、干燥劑除濕(包括液體吸收除濕和固體吸附除濕)、膜滲透除濕和電化學(xué)除濕等多種方法。冷卻除濕方法利用冷卻盤管將空氣溫度降至其露點(diǎn)溫度一下，使的空氣中的水分在冷卻器表面結(jié)露冷凝。膜滲透除濕方法是利用膜對(duì)空氣中對(duì)水的選擇透過(guò)性將水分從水蒸氣分壓高的一側(cè)轉(zhuǎn)移到水蒸氣分壓低的一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高水蒸氣分壓側(cè)空氣除濕的一種方法。電化學(xué)除濕是利用水蒸氣在電池陽(yáng)極分解成氧氣和質(zhì)子，再將質(zhì)子轉(zhuǎn)移到陰極生成氫氣分子或者與氧氣結(jié)合生成水，以此來(lái)降低空氣中的水分。
[0005]以上三種方法都存在著很大的弊端。冷卻除濕方法需要將空氣的溫度冷卻到其露點(diǎn)以下，冷卻后的空氣需要再進(jìn)行加熱后才能送入房間之中，在這個(gè)過(guò)程中溫度和濕度不能獨(dú)立控制，造成了能源利用率低能耗大;水分在冷卻器表面冷凝，使得冷卻器常年潮濕為細(xì)菌提供了生長(zhǎng)和繁衍的場(chǎng)所，使室內(nèi)空氣品質(zhì)嚴(yán)重下降；而對(duì)于露點(diǎn)溫度過(guò)低的工況容易使冷卻器表面結(jié)霜，需要特別的裝置對(duì)其進(jìn)行除霜處理，膜法除濕是一種被動(dòng)的除濕方法，其除濕能力受濕交換氣體中水蒸氣壓力較小的一側(cè)控制;膜材料是影響膜法除濕的重要因素，膜材料的好壞決定著整個(gè)除濕過(guò)程性能。而電化學(xué)除濕是一種非常新穎的除濕方法，其技術(shù)不夠成熟;而且除濕過(guò)程中需要直流電源，能源利用并不高。
[0006]現(xiàn)有膜的缺點(diǎn)是難以同時(shí)滿足高透濕量與阻擋其它氣體分子透過(guò)的矛盾和膜材料本身導(dǎo)熱系數(shù)過(guò)高導(dǎo)致的能量損耗過(guò)大，而且制備成本太高，所用材料不環(huán)境友好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過(guò)上述方法制備得到的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜。
[0009]本發(fā)明的再一目的在于提供上述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的應(yīng)用。
[0010]本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法，包括如下步驟:
[0012](I)將親水性聚合物溶于相應(yīng)溶劑配成親水性聚合物溶液，然后加入親水性二氧化硅氣凝膠，加熱攪拌均勻?yàn)殍T膜液，靜置脫泡待用；
[0013](2)將步驟(I)所得鑄膜液通過(guò)干法或濕法在鋪展的無(wú)紡布上制膜，膜厚度控制在100?300μπι，將所得膜層去除溶劑后干燥處理，得到所述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜。
[0014]優(yōu)選地，步驟(I)中所述親水性聚合物溶液的質(zhì)量濃度為5%?20%，所述親水性二氧化硅氣凝膠的加入量為親水性聚合物質(zhì)量的10%?50%。
[0015]優(yōu)選地，步驟(I)所述親水性聚合物為乙酸纖維素、溶劑為乙酸質(zhì)量百分含量大于50 %的乙酸水溶液，或親水性聚合物為聚乙二醇、溶劑為水，或親水性聚合物為殼聚糖、溶劑為pH為5?6的鹽酸水溶液，或親水性聚合物為聚酰胺、聚酰亞胺和聚偏氟乙烯中的一種，溶劑為二甲基乙酰胺。
[0016]優(yōu)選地，所述干法是指:將鑄膜液在鋪展的無(wú)紡布上進(jìn)行刮膜處理，然后將該膜在空氣中放置使溶劑自然揮發(fā);所述濕法是指:將鑄膜液在鋪展的無(wú)紡布上進(jìn)行刮膜處理，然后將該膜投入凝膠浴中濕法成膜，5-10分鐘后把膜放入水中靜置24?48h去除溶劑。
[0017]優(yōu)選地，采用濕法制膜時(shí):乙酸纖維素的凝膠浴為水，聚乙二醇的凝膠浴為氫氧化鈉濃度為0.05?0.lg/mL的飽和硫酸鈉溶液，殼聚糖的凝膠浴為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %?6%的乙酸水溶液，聚酰胺、聚酰亞胺和聚偏氟乙烯的凝膠浴均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?5%的異丁醇水溶液。
[0018]—種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，通過(guò)上述方法制備得到;所述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜由多孔支撐體層和超薄皮層兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述多孔支撐體層是滲進(jìn)無(wú)紡布的海綿狀多孔纖維結(jié)構(gòu)，多孔支撐層的厚度為90?290μπι;所述超薄皮層是致密的纖維結(jié)構(gòu)，超薄皮層的厚度為2?ΙΟμπι。
[0019]上述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜在空氣獨(dú)立除濕與海水淡化中的應(yīng)用。
[0020]本發(fā)明所述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜可以為平板膜或中空纖維膜，其型式結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖1和圖2所示。其以平板膜和中空纖維膜在空氣除濕器或海水淡化器中應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖3或圖4所示。
[0021]如圖3所示，將一定數(shù)量的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜平板膜7安裝在芯體中，除濕溶液3進(jìn)入高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜平板膜之間，高溫高濕的室外空氣5進(jìn)入相鄰一側(cè)的平板膜之間，兩者形成叉流，在該組件中進(jìn)行熱量與水分的交換，交換后得到低濕度的新風(fēng)6，經(jīng)熱濕交換后的除濕溶液4從低導(dǎo)熱親水一憎水雙極復(fù)合平板膜7間排出。從而達(dá)到獨(dú)立調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度的目的。
[0022]同時(shí)，圖3所示的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜平板膜芯體亦可用在海水淡化過(guò)程中，加熱過(guò)的海水3進(jìn)入低導(dǎo)熱親水一憎水雙極復(fù)合平板膜之間，空氣5進(jìn)入相鄰一側(cè)的平板膜之間，兩者形成叉流，在該組件中，加熱過(guò)的海水3通過(guò)相鄰一側(cè)的平板膜之間對(duì)空氣5加濕，經(jīng)過(guò)對(duì)空氣5加濕的海水4從另一側(cè)排出，加濕后的空氣6經(jīng)過(guò)水冷換熱器析出純凈水，從而達(dá)到海水淡化的目的。
[0023]如圖4所示，將一定數(shù)量的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜中空纖維膜管束8安裝在殼體中，除濕溶液3進(jìn)入高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜中空纖維膜管束8，高溫高濕的室外空氣5進(jìn)入殼體中，兩者形成叉流，在該組件中進(jìn)行熱量與水分的交換，交換后得到低濕度的新風(fēng)6，經(jīng)熱濕交換后的除濕溶液4從低導(dǎo)熱親水一憎水雙極復(fù)合中空纖維膜管束8中排出。從而達(dá)到獨(dú)立調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度的目的。
[0024]同時(shí)，圖4所示的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜中空纖維膜組件亦可用在海水淡化過(guò)程中，加熱過(guò)的海水3進(jìn)入高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜中空纖維膜管束8，空氣5進(jìn)入殼體中，兩者形成叉流，在該組件中，加熱過(guò)的海水3通過(guò)低導(dǎo)熱親水一憎水雙極復(fù)合中空纖維膜管束8對(duì)空氣5加濕，經(jīng)過(guò)對(duì)空氣5加濕的海水4從低導(dǎo)熱親水一憎水雙極復(fù)合中空纖維膜管束8排出，加濕后的空氣6經(jīng)過(guò)水冷換熱器析出純凈水，從而達(dá)到海水淡化的目的。
[0025]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0026](I)本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜含有低導(dǎo)熱材料親水性二氧化硅氣凝膠，二氧化硅氣凝膠是一種低導(dǎo)熱材料，在透濕膜中加入二氧化硅氣凝膠也降低了該透濕膜的導(dǎo)熱系數(shù)；
[0027](2)本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜集高強(qiáng)度、高透濕量、高選擇性和低導(dǎo)熱性于一體，對(duì)該透濕膜的測(cè)試表明，同樣實(shí)驗(yàn)條件下，該透濕膜的水蒸汽交換效率比傳統(tǒng)復(fù)合膜高50%?200% ;導(dǎo)熱系數(shù)低25%?50% ;
[0028](3)本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜具有皮層超薄的優(yōu)點(diǎn)；
[0029](4)本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法簡(jiǎn)單、易操作，設(shè)備投資少，不同層間粘合力強(qiáng)、成膜性好。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的平板膜型式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的中空纖維膜型式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜平板膜在除濕器或海水淡化器中應(yīng)用的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜中空纖維膜在除濕器或海水淡化器中應(yīng)用的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖中編號(hào)說(shuō)明如下:1_多孔支撐層，2-超薄皮層，3-鹽溶液入口，4-鹽溶液出口，5-空氣入口，6-空氣出口，7-高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜平板膜，8-高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜中空纖維膜。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0036]實(shí)施例1
[0037]在錐形瓶中配置乙酸水溶液，其中乙酸的質(zhì)量為58.7g和水的質(zhì)量為29.3g，加入乙酸纖維素12g和親水性二氧化硅4g(350°C加熱攪拌3h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用刮刀控制膜的厚度為150μπι。立即投入凝膠浴中濕法成膜，所用凝膠介質(zhì)為水。5分鐘后把膜從玻璃板揭下，放入潔凈的自來(lái)水中靜置36h去溶劑。去溶劑后的薄膜用玻璃板壓平，在70°C干燥2h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.2X10—5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1OkW.m—1.K—S最大承受壓力為0.1MPa。
[0038]實(shí)施例2
[0039]在錐形瓶中配置乙酸水溶液，其中乙酸的質(zhì)量為49.5g和水的質(zhì)量為40.5g，加入乙酸纖維素1g和親水性二氧化硅5g O 50 °C加熱攪拌4h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡12h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用機(jī)械刮膜機(jī)把刮膜厚度調(diào)節(jié)為300μπι，刮膜后在空氣中放置24h使溶劑自然揮發(fā)。溶劑自然揮發(fā)后形成的膜，置于70°C熱風(fēng)干燥箱中干燥2h，溶劑自然揮發(fā)后制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為I.3 X 10-5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為0.llkff* m-1.K-1，最大承受壓力為0.IMPa0
[0040]實(shí)施例3
[0041 ]在錐形瓶中配置聚乙二醇水溶液，其中聚乙二醇14g，水的質(zhì)量為86g，親水性二氧化硅7g(380°C加熱攪拌6h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用機(jī)械涂膜機(jī)控制膜的厚度為200μπι。立即投入凝膠浴中濕法制備成膜。該法選用飽和的硫酸鈉溶液中按照每100ml溶液的比例加入氫氧化鈉80g作為凝膠介質(zhì)。5分鐘后把膜從玻璃板揭下，放入潔凈的自來(lái)水中靜置36h去除雜質(zhì)。去溶劑后的薄膜用玻璃板壓平，在70°C干燥2h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.3 X 10—5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為0.12kW.m—1.K—1，最大承受壓力為0.13MPa。
[0042] 實(shí)施例4
[0043 ]在錐形瓶中配置聚乙二醇水溶液，其中聚乙二醇1g，水的質(zhì)量為90g，親水性二氧化硅2g ο 70 °C加熱攪拌6h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用刮刀控制膜的厚度為180μπι。然后將該膜在空氣中放置24h后使溶劑自然揮發(fā)，再置于熱風(fēng)干燥箱中調(diào)節(jié)溫度80°C干燥Ih后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.0X 10—Ws，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1OkW.m—1.K—S最大承受壓力為0.1MPa。
[0044]實(shí)施例5
[0045]在錐形瓶中配置殼聚糖水溶液，其中殼聚糖15g，親水性二氧化硅氣凝膠5g，鹽酸的質(zhì)量為1.5g和水的質(zhì)量為83.5g(340°C加熱攪拌3h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用刮刀控制膜的厚度為300μπι。立即投入凝膠浴中成膜。該法選用Iwt.%的乙酸水溶液作為凝膠介質(zhì)。5分鐘后把膜從玻璃板揭下，放入潔凈的自來(lái)水中靜置36h去溶劑。去溶劑后的薄膜用玻璃板壓平，在70°C干燥2h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為0.85 X 10-5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為
0.14kff.m—1.K—S最大承受壓力為0.12MPa。
[0046]實(shí)施例6
[0047]在錐形瓶中配置殼聚糖水溶液，其中殼聚糖10g，親水性二氧化硅氣凝膠lg，鹽酸的質(zhì)量為Ig和水的質(zhì)量為89g(340°C加熱攪拌2h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用機(jī)械涂膜機(jī)控制膜的厚度為250μπι，在空氣中放置24h使溶劑自然揮發(fā)。24h后把膜從玻璃板揭下，再置于熱風(fēng)干燥箱中調(diào)節(jié)溫度到70°C干燥2h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.0X 10—5Hi2/S，導(dǎo)熱系數(shù)為0.14kW.m—1.K—1，最大承受壓力為0.1 IMPa。
[0048]實(shí)施例7
[0049]在錐形瓶中配置聚偏氟乙烯溶液，其中聚偏氟乙烯10g，二甲基乙酰胺為90g，親水性二氧化硅氣凝膠2g<36(rc加熱攪拌2h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用刮刀控制膜的厚度250μπι。立即投入凝膠浴中濕法制備成膜。該法選用5wt.%的異丁醇水溶液作為凝膠介質(zhì)。5分鐘后把膜從玻璃板揭下，放入潔凈的自來(lái)水中靜置36h去溶劑。去溶劑后的薄膜用玻璃板壓平，在70°C干燥2h后即制得高選擇性非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為I.3 X 10—Ws，導(dǎo)熱系數(shù)為0.87kff.m—1.K—S最大承受壓力為0.08MPa。
[0050]實(shí)施例8
[0051 ]在錐形瓶中配置聚偏氟乙烯溶液，其中聚偏氟乙烯15g，二甲基乙酰胺為88g和去離子水2g，親水性二氧化硅氣凝膠38。60°(:加熱攪拌2h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用機(jī)械刮膜機(jī)控制膜的厚度200μπι，在空氣中放置24h使溶劑自然揮發(fā)。再置于60°C熱風(fēng)干燥箱中干燥3h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.4 X 10—5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1Okff.m—1.K—1，最大承受壓力為0.08MPa。
[0052]實(shí)施例9
[0053]在錐形瓶中配置聚酰胺溶液，其中聚酰胺15g，親水性二氧化硅氣凝膠3g，二甲基乙酰胺為85g(360°C加熱攪拌3h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用刮刀控制膜的厚度為150μπι。在空氣中靜置5min后，投入凝膠浴中濕法制備成膜。該法選用5wt.%的乙酸水溶液作為凝膠介質(zhì)。5分鐘后把膜從玻璃板揭下，放入潔凈的自來(lái)水中靜置36h去溶劑。去溶劑后的薄膜用玻璃板壓平，在70°C干燥2h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.1 X 10—5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為0.12kW.m-1.K—1，最大承受壓力為0.1MPa。
[0054]實(shí)施例10
[0055]在錐形瓶中配置聚酰胺溶液，其中聚酰胺15g，親水性二氧化硅氣凝膠3g，二甲基乙酰胺為85g(360°C加熱攪拌3h至均勻作為鑄膜液，靜置脫泡24h待用。將無(wú)紡布鋪在玻璃板上，再把鑄膜液涂在無(wú)紡布上，用刮刀控制膜的厚度為150μπι。在空氣中靜置5min后，投入凝膠浴中濕法制備成膜。該法選用5wt.%的乙酸水溶液作為凝膠介質(zhì)。5分鐘后把膜從玻璃板揭下，放入潔凈的自來(lái)水中靜置36h去溶劑。去溶劑后的薄膜用玻璃板壓平，在70°C干燥2h后即制得高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，測(cè)得水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)為1.3 X 10—5m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1OkW.m—1.K—S最大承受壓力為0.1MPa。
[0056]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將親水性聚合物溶于相應(yīng)溶劑配成親水性聚合物溶液，然后加入親水性二氧化硅氣凝膠，加熱攪拌均勻?yàn)殍T膜液，靜置脫泡待用； (2)將步驟(I)所得鑄膜液通過(guò)干法或濕法在鋪展的無(wú)紡布上制膜，膜厚度控制在100?300μπι，將所得膜層去除溶劑后干燥處理，得到所述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述親水性聚合物溶液的質(zhì)量濃度為5 %?20 %，所述親水性二氧化硅氣凝膠的加入量為親水性聚合物質(zhì)量的10%?50 %。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述親水性聚合物為乙酸纖維素、溶劑為乙酸質(zhì)量百分含量大于50%的乙酸水溶液，或親水性聚合物為聚乙二醇、溶劑為水，或親水性聚合物為殼聚糖、溶劑為pH為5?6的鹽酸水溶液，或親水性聚合物為聚酰胺、聚酰亞胺和聚偏氟乙烯中的一種，溶劑為二甲基乙酰胺。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法，其特征在于所述干法是指:將鑄膜液在鋪展的無(wú)紡布上進(jìn)行刮膜處理，然后將該膜在空氣中放置使溶劑自然揮發(fā);所述濕法是指:將鑄膜液在鋪展的無(wú)紡布上進(jìn)行刮膜處理，然后將該膜投入凝膠浴中濕法成膜，5-10分鐘后把膜放入水中靜置24?48h去除溶劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜的制備方法，其特征在于采用濕法制膜時(shí):乙酸纖維素的凝膠浴為水，聚乙二醇的凝膠浴為氫氧化鈉濃度為0.05?0.lg/mL的飽和硫酸鈉溶液，殼聚糖的凝膠浴為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %?6%的乙酸水溶液，聚酰胺、聚酰亞胺和聚偏氟乙烯的凝膠浴均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?5%的異丁醇水溶液。6.—種高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜，其特征在于:通過(guò)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的方法制備得到;所述高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜由多孔支撐體層和超薄皮層兩層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述多孔支撐體層是滲進(jìn)無(wú)紡布的海綿狀多孔纖維結(jié)構(gòu)，多孔支撐體層的厚度為90?290μηι;所述超薄皮層是致密的纖維結(jié)構(gòu)，超薄皮層的厚度為2?ΙΟμπι。7.權(quán)利要求6所述的高選擇性低導(dǎo)熱非對(duì)稱透濕膜在空氣獨(dú)立除濕與海水淡化中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B01D71/74GK105833736SQ201610352677
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】張立志, 李斯陶
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)