[发明专利]多嵌段共聚物及其使用方法

权利要求书

1.一种多嵌段共聚物隔膜，所述隔膜包含含有平均直径小于5nm的孔的纳米多孔活性选择性层。

2.如权利要求1所述的多嵌段共聚物隔膜，所述隔膜还包含微孔载体层。

3.如权利要求2所述的多嵌段共聚物隔膜，其中所述纳米多孔活性选择性层的平均孔直径小于1nm。

4.如权利要求1所述的多嵌段共聚物隔膜，其中所述纳米多孔活性选择性层的平均孔直径小于1nm。

5.如权利要求2所述的多嵌段共聚物隔膜，其为嵌段三元共聚物。

6.如权利要求5所述的多嵌段共聚物隔膜，其中所述三元共聚物选自PI-PS-PDMA和PI-PS-PtBMA。

7.一种装置，所述装置包含权利要求1或2的多嵌段共聚物隔膜。

8.如权利要求7所述的装置，所述装置包含反渗透或向前渗透系统。

9.如权利要求7所述的装置，所述装置包含气体分离系统。

10.如权利要求1或2所述的多嵌段共聚物隔膜，其中所述隔膜为反渗透、向前渗透或纳米过滤隔膜。

11.如权利要求1或2所述的多嵌段共聚物隔膜，其中所述隔膜已被选自以下的部分化学官能化：醇、羟基、羰基、醛、硫醇、酮、酰卤、碳酸酯、羧酸酯、羧酸、酯、甲氧基、过氧化氢、过氧化物、醚、半缩醛、半缩酮、缩醛、缩酮、缩醛、原酸酯、杂环、原碳酸酯、酰胺、胺、亚胺、酰亚胺、叠氮化物、氰酸酯、硝酸盐、腈、亚硝酸盐、硝基化合物、亚硝基化合物、吡啶、吡啶衍生物、硫醇、硫化物、硫醚、二硫化物、亚砜、砜、亚磺酸、磺酸、硫代氰酸酯、硫酮、硫醛、膦、phosphane、膦酸、磷酸盐、磷酸二酯、硼酸、硼酸酯、borinicacid、borinic酯、羧酸、烷基和它们的组合。

12.如权利要求11所述的隔膜，其中在隔膜已流延后赋予或改变所述化学功能化。

13.一种用于分离、纯化、过滤或浓缩液体溶液的方法，所述方法包括使权利要求7的装置与液体溶液接触。

14.一种包含纳米多孔活性选择性层的有机隔膜，其中所述纳米多孔活性选择性层包含多个孔，所述孔具有：

(i)小于5nm的基本上均匀的直径；

(ii)小于1nm的基本上均匀的孔直径的标准偏差；和

(iii)与隔膜的表面大致垂直的基本上均匀的取向。

15.如权利要求14所述的有机隔膜，其中所述孔具有：

(i)小于1nm的基本上均匀的直径；和

(ii)小于约0.5nm的基本上均匀的孔直径的标准偏差。

16.一种装置，所述装置包含权利要求14的有机隔膜。

17.一种用于分离、纯化、过滤或浓缩液体溶液的方法，所述方法包括使权利要求14的装置与液体溶液接触。

18.一种用于形成自装配的A-B-C多嵌段共聚物的纳米结构化的隔膜的方法，所述方法包括以下步骤：

a)利用受控的自由基聚合机理合成自装配的A-B-C多嵌段共聚物；和

b)利用非溶剂诱导的相分离[SNIPS]，由所述自装配的A-B-C多嵌段共聚物制造纳米结构化的隔膜；

其中所述多嵌段共聚物包含三元共聚物，所述三元共聚物包含聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯-嵌段-聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)[PI-PS-PDMA]或聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯-嵌段-聚(甲基丙烯酸叔丁酯)[PI-PS-PtBMA]。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述自装配的A-B-C多嵌段共聚物包含化学可调节的隔膜表面。

20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括使自装配的PI-PS-PDMA三元共聚物的PDMA结构域转化为聚(丙烯酸)[PAA]的步骤。

21.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括使自装配的PI-PS-PtBMA三元共聚物的PtBMA结构域转化为聚(甲基丙烯酸)[PMAA]的步骤。

22.如权利要求20或21所述的方法，其中所述转化以固态进行。