[发明专利]脱盐过滤材料

说明书

技术领域

本发明是涉及一种脱盐过滤材料，且特别是涉及一种具有多层结构的脱盐过滤材料。

背景技术

全世界各大厂积极开发各种应用于海水、工业用水及废水的脱盐过滤材料，除要能高效率处理水中盐类并希望降低操作压力，进而因低耗能可以降低净水处理成本。

美国专利US 5,464,538提出一种过滤材料，通过乙烯单体经过交联反应制得具有高通量的过滤材料。

美国专利US 5,755,964提出一种过滤材料，其利用胺类化合物处理逆渗透膜(Reverse Osmosis，RO)表面，以增加RO膜的湿润性(wetting)，以提高RO膜的通量。

然而，已知的脱盐过滤材料主要为无孔隙高分子薄膜(nonporous polymeric thin film)，其需在高压条件下操作。

因此，业界亟需提出一种脱盐过滤材料，此材料能低操作压力的条件下达到高脱盐过滤效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在低操作压力的条件下达到高脱盐过滤效果的脱盐过滤材料。

本发明提供一种脱盐过滤材料，包括：一载体层；一纳米纤维层，形成于该载体层之上；一疏水层，形成于该纳米纤维层之上；以及一亲水层，形成于该疏水层之上。

本发明的优点在于：与现有技术相比，本发明的脱盐过滤材料在施加压力很小时即可达到与RO膜相近的出水量以及高效的脱盐过滤效果。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明的脱盐过滤材料的剖面图；其中，主要元件符号说明：

100～脱盐过滤材料  110～载体层

120～纳米纤维层    130～疏水层

140～亲水层。

具体实施方式

请参见图1，此图显示本发明脱盐过滤材料100的剖面图，其中于载体层110之上依序为纳米纤维层120、疏水层130与亲水层140。

上述的载体层110包括一或多层多孔性材料所组成，其中多孔性材料为纤维素酯(cellouse ester)、聚砜(polysulfone)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)、聚醚酮(polyetheretherketone，PEK)、聚酯(polyester，PET)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、氯化聚氯乙烯(chlorinated polyvinyl chloride，PVC)或苯乙烯-丙烯腈共聚物(styrene acrylnitrile，SAN)等，且载体层可自行合成或由市售取得，此外，该多孔性材料可以以无纺布、织布或开孔(open pores)材料的形式存在。

上述的纳米纤维层120的材料为离子性高分子、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)、聚醚砜(Polyethersulfone，PES)或聚偏氟乙烯(polyvinglidene fluoride，PVDF)。

离子性高分子具有下述化学式(I)的结构：

化学式(I)

其中R₁为苯环磺酸基或烷链磺酸基；

R₂为

R₃为

以及m、n与q为1～200。离子性高分子的分子量Mn为约5000到160000，其中m、n与q为以Mn理论计算所得。

纳米纤维层120的形成方法包括溶液纺丝法(solution spining)或静电纺丝法(electrospinning)。此外，纳米纤维层120的纤维直径为约20-600nm，较佳为约50-200nm。

另外，为了加强纳米纤维的机械强度，另外可添加一交联剂与离子性高分子进行交联反应(crosslinking reaction)，此交联剂可与离子性高分子中的亲水性官能基或疏水性官能基进行反应(较佳与亲水性官能基反应)，以降低离子性高分子的溶解度(solubility)。所述交联剂为酸酐(acid anhydride)、环氧树脂(epoxy)、异氰酸酯(isocyanate)、胺基树酯(甲醛与三聚氰胺、尿素或三聚氰二胺(guanamine)的反应物)、碳二亚胺(carbodiimide)、乙烯亚胺(aziridine)或上述的衍生物。