具有脱盐功能的多孔膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及多孔复合膜领域，具体涉及一种具有脱盐功能的多孔膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着人类社会的进步和世界人口的增长，淡水资源短缺已成为影响社会经济可持续发展的全球性问题和重大挑战。为缓解这一问题，人们将目标转向海水淡化技术，海水占全球水资源的96.5％，所以海水淡化技术必将成为一种发展趋势。但目前的海水淡化技术中，仍然存在脱盐效率低下的问题，脱盐过程还导致大量的能源消耗和温室气体排放，对能源和环境造成潜在的巨大压力。此外大型的设备带来巨大的经济损耗，使得在发展中地区难以获益。

2、因此，亟需开发一种具有高效的水蒸发速率，并且在连续的水蒸发中，能够稳定的发挥脱盐性能，并能够避免大型设备的使用，在脱盐过程中具有较低的能耗的脱盐技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的存在上述问题，提供一种具有脱盐功能的多孔膜及其制备方法和应用，该多孔膜可以充分利用太阳能，具有较高的光热转换效率，使水蒸发速率较快，能够将水和盐分充分分离，具有较高的脱盐效率，长期使用也具有较高的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种具有脱盐功能的多孔膜，所述多孔膜的两面分别为亲水膜面和疏水膜面，所述疏水膜面上负载有光热纳米颗粒；

3、其中，所述光热纳米颗粒的粒径为0.5-150nm；

4、相对于1cm2的所述多孔膜，光热纳米颗粒的负载量为0.001-10g；

5、所述多孔膜的孔隙率为60-95％。

6、本发明第二方面提供一种具有脱盐功能的多孔膜的制备方法，该方法包括：

7、(1)采用第一铸膜液进行成膜，将成膜得到的膜层进行雾化得到第一膜面；

8、(2)采用第二铸膜液在第一膜面的基础上进行成膜，将成膜得到的膜层进行雾化得到第二膜面，

9、其中，第一铸膜液为亲水性物质铸膜液且第二铸膜液为疏水性物质铸膜液，或者，第一铸膜液为疏水性物质铸膜液且第二铸膜液为亲水性物质铸膜液；

10、其中，所述方法还包括：在采用疏水性物质铸膜液得到的膜面上负载光热纳米颗粒，相对于1cm2的所述多孔膜，光热纳米颗粒的用量为0.001-15g；

11、其中，步骤(1)和步骤(2)中，雾化的时间各自独立的为20-300s；

12、所述光热纳米颗粒的粒径为0.5-150nm。

13、本发明第三方面提供了如上所述的方法制备的具有脱盐功能的多孔膜。

14、本发明第四方面提供了如第一方面或第三方面所述的具有脱盐功能的多孔膜在脱盐中的应用。

15、本发明可以取得如下的有益效果：

16、1、本发明提供的多孔膜，可以充分利用太阳能，具有较高的光热转换效率，使水蒸发速率较快，能够将水和盐分充分分离，具有较高的脱盐效率，长期使用也具有较高的稳定性。

17、2、本发明提供的多孔膜，膜两侧亲水性不同，亲水膜面可以直接接触水，疏水膜面远离水。膜面的疏水性可以使得膜自漂浮在待脱盐的液体中，亲水膜面能够不断向上输送水，避免盐饱和析出和沉积，避免了沉积的盐堵塞孔道，进一步避免了沉积盐导致的膜脱盐效率下降的问题，还能够使得膜更易回收。

18、3、本发明的制备方法简单，周期短，易于操作，多孔膜上基本没有溶剂残留，对水体不会造成二次污染。

技术特征：

1.一种具有脱盐功能的多孔膜，其特征在于，所述多孔膜的两面分别为亲水膜面和疏水膜面，所述疏水膜面上负载有光热纳米颗粒；

2.根据权利要求1所述的多孔膜，其中，所述光热纳米颗粒的粒径为1-100nm；

3.根据权利要求1或2所述的多孔膜，其中，所述光热纳米颗粒选自无机光热纳米颗粒和/或有机光热纳米颗粒；

4.根据权利要求1所述的多孔膜，其中，所述亲水膜面和疏水膜面的厚度各自独立的为60-200μm；

5.根据权利要求1或4所述的多孔膜，其中，所述亲水膜面由亲水性物质形成，疏水膜面由疏水性物质形成；

6.根据权利要求1或2所述的多孔膜，其中，所述亲水膜面的水接触角为0-60°；

7.一种具有脱盐功能的多孔膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括：在支撑衬底的两面分别形成第一膜面和第二膜面；

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，亲水性物质铸膜液中亲水性物质的浓度为3-30wt％，优选为5-25wt％；

10.根据权利要求7所述的方法，其中，在疏水膜面上负载光热纳米颗粒的方法包括：将含有光热纳米颗粒的改性液涂覆在疏水膜面上，含有光热纳米颗粒的改性液中，光热纳米颗粒的浓度优选为0.01-10wt％，更优选为0.1-10wt％；

11.根据权利要求7或10所述的方法，其中，所述光热纳米颗粒选自无机光热纳米颗粒和/或有机光热纳米颗粒；

12.权利要求7-11中任意一项所述的方法制备的具有脱盐功能的多孔膜。

13.权利要求1-6和权利要求12中任意一项所述的具有脱盐功能的多孔膜在脱盐中的应用。

技术总结
本发明涉及多孔复合膜领域，公开了一种具有脱盐功能的多孔膜及其制备方法和应用。所述多孔膜的两面分别为亲水膜面和疏水膜面，所述疏水膜面上负载有光热纳米颗粒。该多孔膜可以充分利用太阳能，具有较高的光热转换效率，使水蒸发速率较快，能够将水和盐分充分分离，具有较高的脱盐效率，长期使用也具有较高的稳定性。

技术研发人员：刘轶群,郭莹,潘国元,张杨,于浩,赵慕华,赵国珂,唐功庆
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6