一种海水蒸发淡化膜材料、其制备方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111072083A(43)申请公布日2020.04.28(21)申请号201811216800.1B01D61/36(2006.01)(22)申请日2018.10.18B01D67/00(2006.01)B01D69/10(2006.01)(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研B01D69/12(2006.01)究所C02F103/08(2006.01)地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人陈涛倪锋谷金翠肖鹏张佳玮(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256代理人王茹王锋(51)Int.Cl.C02F1/04(2006.01)C02F1/08(2006.01)B01D71/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图8页(54)发明名称一种海水蒸发淡化膜材料、其制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种海水蒸发淡化膜材料、其制备方法及应用。所述海水蒸发淡化膜材料包括支撑层以及设置于所述支撑层上的聚合物-纳米粒子复合薄膜层，所述聚合物-纳米粒子复合薄膜层包括聚合物薄膜层以及与所述聚合物薄膜层复合的纳米粒子。所述制备方法包括：将支撑层依次与氧化剂的溶液、聚合物材料溶液和纳米粒子材料溶液接触，反应获得海水蒸发淡化膜材料。本发明的海水蒸发淡化膜材料具有高淡化率、高截留率、抑菌、力学性能高等优点，并且其制备工艺简单，对环境因素要求低，成本低廉，不需要昂贵和复杂的实验设备，不会对周围环境造成不利影响，能够满足工业化生产的需求。CN111072083ACN111072083A权利要求书1/2页1.一种海水蒸发淡化膜材料，其特征在于包括支撑层以及设置于所述支撑层上的聚合物-纳米粒子复合薄膜层，所述聚合物-纳米粒子复合薄膜层包括聚合物薄膜层以及与所述聚合物薄膜层复合的纳米粒子。2.根据权利要求1所述的海水蒸发淡化膜材料，其特征在于：所述支撑层包括纸支撑层；优选的，所述纸支撑层的材质包括复合纸、印刷纸、纸袋纸、瓦楞纸、凹版纸、凸版纸或牛皮纸，优选为印刷纸；和/或，所述支撑层的平滑度为10～30s；和/或，所述支撑层的水分含量为1～6wt％；和/或，所述支撑层的形状包括锯齿形、平纹形、菱形、阶梯形或螺纹形；和/或，所述支撑层的面积为0.1～20.0m2，厚度为1～20μm；和/或，所述支撑层所含孔洞的孔径为10～100nm。3.根据权利要求1所述的海水蒸发淡化膜材料，其特征在于：所述聚合物薄膜层的厚度为10～60nm；和/或，所述聚合物薄膜层的材质包括聚吡咯衍生物和/或聚苯胺衍生物；优选的，所述聚吡咯衍生物包括聚吡咯与高分子材料的共聚物和/或掺杂聚吡咯，所述聚苯胺衍生物包括聚苯胺与高分子材料的共聚物和/或掺杂聚苯胺；优选的，所述高分子材料包括极性高分子；优选的，所述高分子材料包括聚丙烯酸、聚乙二醇、聚丙三醇、聚苯甲酸、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述掺杂聚吡咯或掺杂聚苯胺中所含掺杂元素包括N、S、Si、Bi、Ti、P中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述聚吡咯衍生物的数均分子量为5000～50000；优选的，所述聚苯胺衍生物的数均分子量为1000～10000。4.根据权利要求1所述的海水蒸发淡化膜材料，其特征在于：所述纳米粒子包括二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、氧化锌、石墨烯量子点中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述纳米粒子的尺寸为5～10nm；和/或，所述纳米粒子包括二氧化钛-金复合纳米粒子和/或二氧化硅-金复合纳米粒子；优选的，所述二氧化钛-金复合纳米粒子包括二氧化钛纳米粒子与金纳米粒子的复合物；优选的，所述二氧化硅-金复合纳米粒子包括二氧化硅纳米粒子与金纳米粒子的复合物；优选的，所述金纳米粒子的尺寸为10～100nm，尤其优选为28～40nm；优选的，所述金纳米粒子的形状包括棒状、球状、星状或指南针状，尤其优选为指南针状；和/或，多个所述的纳米粒子沉积在所述聚合物薄膜层上形成纳米粒子薄膜层，优选的，所述纳米粒子薄膜层的厚度为5～20nm。5.根据权利要求1-4中任一项所述的海水蒸发淡化膜材料，其特征在于：所述海水蒸发淡化膜材料的蒸发量在2.0kg/m2/h以上，蒸发效率大于92％；和/或，所述海水蒸发淡化膜材料对海水中离子的截留率在99.95％以上，所述离子包括Na+、Mg2+、Ca2+、K+中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述离子的浓度为10～10000mg/L；和/或，所述海水蒸发淡化膜材料对厌氧菌、好氧菌的破坏率分别在94％以上、96％以上；和/或，所述海水蒸发淡化膜材料的拉伸性能为6～15MPa；和/或，所述海水蒸发淡化膜材料折叠后的蒸发