一种用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜及其制备方法

本发明提供一种用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜及其制备方法，所述用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜在制膜之前没有对聚醚砜本体材料进行疏水改性处理，制膜之后也没有对膜进行疏水改性处理；所述制备方法包括如下步骤，采用溶致相转化方法首先制备湿态聚醚砜多孔膜，继而对该湿态膜进行干化处理从而制成能够用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜。本发明提供的聚醚砜多孔膜具有高且稳定的膜蒸馏通量，且其制备方法成熟、简单、成本低、易于放大，在海水及苦咸水淡化、生物大分子溶液浓缩以及含糖料液浓缩等领域具有广阔的应用前景。

1.一种用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜，其特征在于，该膜为干态且在制膜前没有对聚醚砜本体材料进行疏水改性处理，制膜后也没有对膜进行疏水改性处理；其中，所述聚醚砜，其M_w＝27000～55000，M_w/M_n＝2.0～4.0；所述聚醚砜多孔膜具有不对称结构且亚层指状大孔贯穿该膜的横断面，同时，其膜厚在30～200μm之间，表面水接触角在76.4～95°之间，孔隙率在75～94％之间，水穿透压力LEP_w在
0.05～0.75MPa之间；所述疏水改性包括任何采用比聚醚砜疏水性更强的物质通过物理或化学方法提高聚醚砜膜表面水接触角的处理过程。
2.权利要求1所述的聚醚砜多孔膜应用于膜蒸馏过程。
3.权利要求1所述的聚醚砜多孔膜应用于膜蒸馏过程，包括用于海水淡化、苦咸水淡化、含盐废水处理、含糖废水处理、含重金属废水处理、有机废水处理、生物大分子溶液浓缩、低浓度醇水溶液提醇或含糖溶液浓缩的直接接触式膜蒸馏、真空膜蒸馏、气隙式膜蒸馏或吹扫式膜蒸馏过程。
4.一种实现权利要求1所述聚醚砜多孔膜的制备方法，包括如下两个步骤：首先将配置好的铸膜液采用溶致相转化法制备湿态聚醚砜多孔膜，继而对该湿态膜进行干化处理从而制成能够用于膜蒸馏过程的聚醚砜多孔膜，其中孔结构通过改变铸膜液和凝胶浴组成、成膜过程参数以及干化处理过程进行调控；其中，所述铸膜液组成包括聚醚砜15～20wt.％、聚乙烯吡咯烷酮5～15wt.％、氯化锂3～6wt.％和溶剂59～77wt.％，或者包括聚醚砜15～20wt.％、聚乙烯吡咯烷酮5～15wt.％、水3～6wt.％和溶剂59～77wt.％。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或两种的复合溶剂。
6.如权要求4所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶浴组成为水或乙醇水溶液，其中乙醇含量不超过60wt.％。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述成膜过程参数包括环境温度15～30℃、环境相对湿度15～75％、制膜间隙100～300μm和空气停留时间0～60s。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干化处理是将湿态聚醚砜多孔膜置于环境温度15～40℃、环境相对湿度15～70％条件下的直接干化或液体置换干化处理，在大气环境下进行或在一定真空环境下进行；置换干化处理为一次置换干化或采用不同浓度置换液体按浓度由低至高依次置换干化，其中每次置换过程持续时间不少于3h；液体置换干化处理过程中置换液体为醇类液体、正己烷或正己烷的乙醇溶液，其中醇类液体是单一醇类液体，或是混合醇类液体，或是醇浓度不低于30wt.％的醇水溶液。
9.如权利要求8所述的制备方法，所述醇类液体为乙醇、正丙醇或异丙醇。