超濾膜材料專利技術研究進展

王如軍 國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心

超濾膜分離技術可以滲透小分子物質并且截留大分子物質，尤其是可用于分離溶液中膠體物質和顆粒物質等，且分離效率高、能耗低，是膜分離技術中的主要的一種。超濾膜分離工業上應用廣泛，由于應用領域不同，對膜分離過程中膜材料的要求也是不同的。

按膜材料的性質分，超濾膜材料可分為有機膜材料、無機膜材料和有機-無機雜化膜材料。

一、有機膜材料

（一）纖維素基膜材料

蘭秀娟等[1]采用有機硅對乙酸纖維素超濾膜進行表面改性，膜的親水性能得到有效提高的同時，乙酸纖維素膜的抗污染能力和耐壓密性都得到了改善。得到的乙酸纖維素超濾膜能夠保持較高的水通量，并且能夠100%的截留BSA，通量恢復率可到達80%以上。

（二）聚砜基膜材料

廖耀祖等[2]通過將聚吡咯納米顆粒與聚砜進行共混，再通過相轉移的方法制備的得到了了不同組成的非對稱超濾復合膜；該超濾膜能夠用于死端過濾各種中西藥制劑，人體腎透析以及分離提純蛋白質等應用尤其是對BSA具有較好的分離選擇能力。

（三）聚芳醚酮基膜材料

王建黎等[3]以含有苯并咪唑結構的聚芳醚酮為膜材料，在不經任何化學改性的前提下，通過非溶劑致相分離法制備超濾膜后即可直接對膜進行交聯改性；提高了膜在有機溶劑中的穩定性，極大的拓寬了其應用范圍；并且膜的純水通量和熱穩定性得到了明顯的提高，對帶負電的生物蛋白如牛血清蛋白滲透選擇性能明顯改善。

（四）聚硫酸酯基膜材料

安全福等[4]通過對鑄膜液中各項原料的組成和含量進行調整制備出了一系列不同孔徑的聚硫酸酯超濾膜，特殊的填充劑的加入明顯的提升了膜的抗菌性與耐污染性，提高了機械強度，提升結構穩定性，并且聚硫酸酯超濾膜耐酸堿性能較優，可適用于過濾血清白蛋白等，應用前景廣泛。

（五）聚丙烯腈基膜材料

李南文等[5]在中間體的基礎上，制備了含1，2，3，4-四氮唑的聚丙烯腈超濾膜，該超濾膜可分為親水型、疏水型或交聯型三種；親水改性后的超濾膜明顯提高了水通量，疏水和交聯改性后的膜的機械強度也得到了提高，使得聚丙烯腈超濾膜的應用可以更加廣泛，為拓展聚丙烯腈膜的工業化應用提供了技術基礎。

（六）聚偏氟乙烯基膜材料

邵梅生等[6]通過將含單性親水基團的化合物與PVDF進行混合，再進行輻照接枝，然后配制成制膜液，刮涂在聚酯無紡布上得到改性聚偏氟乙烯超濾膜，提高了膜的親水性能，且抗污染性能也進一步提升。

二、無機膜材料

無機膜材料主要采用的是陶瓷膜，其可以是各種陶瓷的混合材料也是單種材料。

陳云強等[7]首先制備前驅體材料，該前驅體是Ti-Zr復合溶膠，通過溶膠-凝膠法制得，然后采用兩步法得到均一粒徑大小的Ti-Zr復合納米溶液，配制成鑄膜液，涂敷成膜，最后通過煅燒得到Ti-Zr復合超濾膜，這種制備方法解決了粒子易團聚和需要多次涂膜的困難和粒子晶型轉變溫度導致的缺陷，制得的納米粒子粒徑均一，膜層沒有收縮、裂紋或開裂的現象，得到了無缺陷Ti-Zr復合陶瓷超濾膜。

三、有機-無機雜化膜材料

陳桂娥等[8]制備得到ZnO@ZIF-8/PVDF復合超濾膜，該復合超濾膜可用于催化還原對硝基苯酚，與現有技術相比，膜的親水性能和水通量得到明顯的提高，尤其是膜的催化還原性能得到了明顯的改善。

王連軍等[9]根據實際的需要合成了不同的納米級銅基顆粒，通過在聚醚砜基體中共混入該銅基顆粒與親水性磺化聚芳醚砜，最終得到超濾膜；該超濾膜由于具有優異的過濾性能、抗污染性能、抗菌性以及親水性能等，而且對銅系物的流失能夠進行有效的阻礙。

四、其他超濾膜材料

龐杰等[10]利用魔芋葡甘聚糖的特殊的膠凝和易成膜的特性，將其與三乙酸纖維素、碳納米管、殼聚糖等物質進行復合，得到了魔芋葡甘聚糖超濾膜，由于采用的材料本身具有可降解的性質，最終得到超濾膜也是具有可生物降解、抗菌性能好、綠色環保、無毒無害等有優勢。

五、結語與展望

高分子基超濾膜制膜材料已得到廣泛研究和應用，今后一段時間，它可能仍將是超濾膜研究主要方向之一，尤其是有機-無機雜化材料的發展將是今后發展的重點，這種復合改善了單純采用有機或者無機膜材料的特點，賦予其特殊以及更優異的性能。