技术特征：
1.一种超薄pe基多层复合正渗透膜，其特征在于包括在厚度方向上依次层叠设置的超薄pe多孔支撑层、荷电褶皱过渡层和聚酰胺层，所述荷电褶皱过渡层包括由亲水性荷电单体经聚合反应形成的亲水性聚合物，并且，所述亲水性聚合物构建形成褶皱结构并提供纳米水通道。2.根据权利要求1所述的超薄pe基多层复合正渗透膜，其特征在于：所述超薄pe多孔支撑层的孔隙率为40～60％，所含孔洞的孔径为0.02～0.1μm，所述超薄pe多孔支撑层的厚度为7μm；和/或，所述荷电褶皱过渡层的厚度为100～1000nm；和/或，所述聚酰胺层的厚度为10～500nm，所述聚酰胺层的交联度为50～95％，比表面积为220～3000m2/g；和/或，所述超薄pe基多层复合正渗透膜的总厚度为7.11～8.5μm；和/或，所述超薄pe基多层复合正渗透膜的纯水通量为54～121lm-2
h-1
，反向盐通量为2～38gm-2
h-1
，对无机盐的截留率为63～99％，对染料的截留率为72～99.9％，所述无机盐包括氯化钠，所述染料包括罗丹明b。3.一种超薄pe基多层复合正渗透膜的制备方法，其特征在于包括：将沸石咪唑类骨架材料修饰于pe多孔膜表面，获得沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜；对所述沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜进行等离子体处理，从而诱发亲水性荷电单体裂解、聚合、并沉积在沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜表面，获得亲水性聚合物/沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜；以及，使所述亲水性聚合物/沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜表面先与含有胺单体的水相溶液充分接触，干燥后再与含有酰氯单体的油相溶液充分接触，并使所述胺单体和酰氯单体在所述亲水性聚合物/沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜表面进行界面聚合反应并热处理生成聚酰胺层，之后去除沸石咪唑类骨架材料，从而获得超薄pe基多层复合正渗透膜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：使包含单宁酸、锌源和溶剂的混合体系与pe多孔膜接触，并于20～90℃反应0.5～24h，取出后快速浸入质量浓度为5～50％的2-甲基咪唑的甲醇溶液中，于室温反应1～48h，从而获得沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜；其中，所述单宁酸与锌源的质量比为0.5～5：2～10，所述锌源包括硝酸锌，所述溶剂包括水与甲醇的组合。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：将沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜置于包含亲水性荷电单体的等离子体发生装置中，通入惰性气体，打开辉光放电开关，进行等离子体处理0.5～10min，从而诱发反应腔体内的亲水性荷电单体裂解、聚合、并沉积在沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜表面，获得亲水性聚合物/沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜；和/或，所述亲水性荷电单体包括甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸、3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠盐、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基-2-(三甲基氨基)乙基磷酸酯中的任意一种或两种以上的组合。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于具体包括：将所述亲水性聚合物/沸石咪唑类骨架材料/pe多孔膜浸润于含有胺单体的水相溶液中浸泡1～30min后取出，干燥后再浸润于含有酰氯单体的油相溶液中，进行界面聚合反应
0.5～10min后取出，之后于30～90℃热处理1～30min，生成聚酰胺层，而后浸润于酸性水溶液中以去除沸石咪唑类骨架材料，从而获得超薄pe基多层复合正渗透膜。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：将胺单体溶解于水中，制得所述含有胺单体的水相溶液；和/或，所述含有胺单体的水相溶液中胺单体的浓度为1～100g/l；和/或，所述胺单体包括间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺和哌嗪中的任意一种或两种以上的组合。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：将酰氯单体溶解于与水不互溶的有机溶剂中，制得所述含有酰氯单体的油相溶液；和/或，所述含有酰氯单体的油相溶液中酰氯单体的浓度为1～50g/l；和/或，所述酰氯单体包括均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯和邻苯二甲酰氯中的任意一种或两种以上的组合；所述有机溶剂包括正己烷。9.由权利要求3-8中任一项所述方法制备的超薄pe基多层复合正渗透膜。10.权利要求1-2、9中任一项所述的超薄pe基多层复合正渗透膜在海水淡化或污水净化领域中的应用。
技术总结
本发明公开了一种超薄PE基多层复合正渗透膜及其制备方法与应用。所述超薄PE基多层复合正渗透膜包括在其厚度方向上依次层叠设置的超薄PE多孔支撑层、荷电褶皱过渡层和聚酰胺层，所述荷电褶皱过渡层包括由亲水性荷电单体经聚合反应形成的亲水性聚合物，并且，所述亲水性聚合物构建形成褶皱结构并提供纳米水通道。本发明提供了协同超薄PE多孔支撑膜的高孔隙率和低结构参数、荷电褶皱过渡层的纳米水通道、聚酰胺层的高交联度与大比表面积，得到大通量、高截留率的复合正渗透膜，界面聚合形成的聚酰胺层均匀且无缺陷，保证膜对无机盐、染料等溶质的截留率，将该复合膜用于正渗透过程，可实现海水淡化、污水净化等领域。污水净化等领域。污水净化等领域。
技术研发人员：朱丽静 曾志翔 宋海明 王刚 李曼曼
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2023/3/2