相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)Section?119要求2009年8月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/236,441、2009年10月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/253,786和2009年12月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/291,430的優(yōu)先權(quán)，其各自的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容為了所有目的由此通過(guò)引入以其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

一個(gè)或多個(gè)方面大體涉及滲透分離。更具體地，一個(gè)或多個(gè)方面涉及在設(shè)計(jì)的滲透分離過(guò)程中使用的膜。

背景技術(shù)

半透膜基于它們的選擇性屏障性質(zhì)，對(duì)液體基本可滲透而對(duì)溶質(zhì)基本不可滲透。滲透驅(qū)動(dòng)的膜分離通常依賴于驅(qū)動(dòng)力，該驅(qū)動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)溶質(zhì)(draw?solute)通過(guò)在分離過(guò)程中使用的膜的一個(gè)或多個(gè)支持層相關(guān)。

液體分離中使用的聚合物膜通常為薄膜復(fù)合(TFC)膜，該薄膜復(fù)合膜通常包括多孔支持結(jié)構(gòu)上的選擇性屏障。高選擇性膜的近期發(fā)展主要集中在反向滲透(RO)過(guò)程。反向滲透為壓力驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，在該過(guò)程中，一旦過(guò)度的水壓超過(guò)溶液的滲透壓，水通量(water?flux)通過(guò)膜的主要阻力便為流體力學(xué)的。與之相反，正向滲透(FO)為擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)的過(guò)程。RO和FO過(guò)程中影響水通量的因素是不同的，因此需要不同的膜結(jié)構(gòu)以達(dá)到最佳性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面大體涉及正向滲透膜和制備正向滲透膜的方法。

根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，制備正向滲透膜的方法可包括：提供包括至少第一層和第二層的支持結(jié)構(gòu)；向該支持結(jié)構(gòu)的第一層施加材料以形成膜支持層；向該膜支持層施加屏障材料以形成正向滲透膜；以及通過(guò)從該支持結(jié)構(gòu)的第二層分離該支持結(jié)構(gòu)的第一層釋放該正向滲透膜。

在一些實(shí)施方式中，該支持結(jié)構(gòu)可包括雙層結(jié)構(gòu)。該支持結(jié)構(gòu)的第一層可具有大于約50cfm/ft²分鐘的Frazier透氣性。施加至該支持結(jié)構(gòu)的第一層的材料可以約5-20g/m²的涂層施加。所述正向滲透膜可具有小于約125微米的總厚度。該屏障材料可包括半滲透材料。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，該屏障材料可包括聚合物。在一些非限制性實(shí)施方式中，該屏障材料可包括聚酰胺脲、聚哌嗪或嵌段共聚物。該支持結(jié)構(gòu)可包括聚合物紙(polymeric?paper)。該支持結(jié)構(gòu)可包括PET或聚丙烯。

在一些實(shí)施方式中，該方法可進(jìn)一步包括將該正向滲透膜進(jìn)行再潤(rùn)濕。該方法也可進(jìn)一步包括將添加劑添加至該膜的一層或多層。在至少一些實(shí)施方式中，通過(guò)分離支持結(jié)構(gòu)的第一層和第二層釋放正向滲透膜的步驟可包括在該正向滲透膜的至少一部分中修飾(modifying)孔結(jié)構(gòu)。該方法可進(jìn)一步包括將該支持結(jié)構(gòu)的第二層進(jìn)行再使用。

根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，制備正向滲透膜的方法可包括將無(wú)紙支持結(jié)構(gòu)澆注在制備帶(belt)或滾筒(drum)上；將屏障材料沉積在該無(wú)紙支持結(jié)構(gòu)上；以及將該無(wú)紙支持結(jié)構(gòu)與制備帶脫層(delaminating)以形成正向滲透膜。

在一些實(shí)施方式中，構(gòu)建和設(shè)置該帶或滾筒以提供保留一部分所述支持結(jié)構(gòu)的表面。可在所述帶或滾筒完全旋轉(zhuǎn)之前移除所述保留的支持結(jié)構(gòu)。

根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，促進(jìn)正向滲透分離操作的方法可包括：提供支持結(jié)構(gòu)；向該支持結(jié)構(gòu)施加材料以形成膜支持層；向該膜支持層施加屏障層以形成正向滲透膜；以及將該正向滲透膜配置在正向滲透膜組件(module)中，以使在正向滲透分離操作過(guò)程中，該支持結(jié)構(gòu)可為供應(yīng)至所述組件的驅(qū)動(dòng)溶液或進(jìn)料溶液提供間隔物或流道。

在一些實(shí)施方式中，提供該支持結(jié)構(gòu)可包括提供雙層結(jié)構(gòu)。該方法可進(jìn)一步包括提供驅(qū)動(dòng)溶液源。

根據(jù)一種或多種非限制性的實(shí)施方式，正向滲透膜可包括小于約75微米的織物層、施加在該織物層上的小于約50微米的支持層以及施加在該支持層上的屏障層。該正向滲透膜可具有小于約125微米的總厚度。

在一些實(shí)施方式中，所述屏障層可包括聚酰胺。所述支持層可包括PET。該支持層可總共包含小于約30g/m²的材料。支持材料可以約8-17.5g/m²的涂層施加。所述支持層、支持材料和屏障層的組合重量總共可為約20-40g/m²。該支持層可以濕法制備。