用于酸性溶劑的滲透蒸發(fā)脫水的耐酸pbi膜的制作方法
【專利摘要】一種滲透蒸發(fā)膜可以為耐酸聚苯并咪唑(PBI)膜。該耐酸PBI膜可以為通過選自磺化、磷酸化、交聯(lián)、N-取代和/或其組合的工藝化學(xué)改性的PBI膜。該膜可以是熱穩(wěn)定化的。使酸物質(zhì)脫水的方法可包括以下步驟：使酸性水溶液與耐酸聚苯并咪唑的膜接觸；帶走富含水的滲透物流；并帶走富含酸物質(zhì)的濃縮物流。酸性水溶液可以是乙酸。
【專利說明】用于酸性溶劑的滲透蒸發(fā)脫水的耐酸PBI膜 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 耐酸PBI膜用于經(jīng)由基于膜的滲透蒸發(fā)使例如乙酸的酸性溶劑脫水。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 滲透蒸發(fā)是通過經(jīng)由膜進(jìn)行部分蒸發(fā)來分離液體混合物的過程。分離過程有兩 步：首先，混合物的一個組分經(jīng)由膜進(jìn)行滲透離開混合物（脫離組分被稱為滲透物，且剩下 的混合物被稱為滲余物或濃縮物）；第二步，滲透物蒸發(fā)離開膜。見Pervaporation, Wikip edia(3/10/2010)。
[0004] 滲透蒸發(fā)膜的效力可通過膜的選擇性（表示為分離系數(shù)）和生產(chǎn)能力（表示 為通量）來確定。通量是指滲透物從混合物向蒸氣流動或轉(zhuǎn)移的速率，并且表示成在單 位時間內(nèi)穿過單位面積的給定表面的滲透物的量。分離系數(shù)是指膜選擇性地去除一個 混合物組分比去除混合物的其它組分多的能力。生產(chǎn)能力和選擇性是膜依賴性的。見 Membrane technology, ◎ 1998-2009 Lenntech Water Treatment&Purification Holding B. V. , Delft, the Netherlands (www. lenntech. com) 〇
[0005] 美國專利公告No. 2011/0266222公開了使用PBI選擇性滲透中空纖維通過滲透蒸 發(fā)使有機(jī)液體（例如，乙二醇，EG)脫水的方法。中空纖維的PBI選擇性滲透層沒有經(jīng)過化 學(xué)改性以使其耐酸。
[0006] 酸性溶劑的脫水是重要的商業(yè)化操作?；谏a(chǎn)量來說，乙酸是前50種化學(xué)品當(dāng) 中的一種酸性溶劑。目前，例如乙酸的酸性溶劑的脫水是通過二元蒸餾進(jìn)行的。然而這種 分離方法是困難的，因為乙酸和水具有非常接近的揮發(fā)度。如此，由于需要較多的回流和具 有許多級的較大蒸餾塔，因此需要較多的能量以獲得純度高于95重量％的乙酸。鑒于蒸餾 有這些缺點(diǎn)，研究重點(diǎn)已放在乙酸的滲透蒸發(fā)脫水上面。更具體來說，研究已集中在開發(fā)能 得到合理的通量并具有良好分離系數(shù)的膜上面。在滲透蒸發(fā)脫水中，相當(dāng)數(shù)目的滲透蒸發(fā) 脫水膜是由交聯(lián)的聚乙烯醇（PVA)、殼聚糖和乙酸纖維素制成的。
[0007] 因此，需要開發(fā)新的更好的滲透蒸發(fā)膜，特別是用于脫水及諸如乙酸的酸性溶劑 脫水的滲透蒸發(fā)膜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 滲透蒸發(fā)膜可以是耐酸的聚苯并咪唑（PBI)膜。耐酸PBI膜可以是通過選自磺化、 磷酸化、交聯(lián)、N-取代和/或其組合的方法化學(xué)改性的PBI膜。膜可以是熱穩(wěn)定化的。酸 物質(zhì)脫水的方法可包括以下步驟：使酸性水溶液與耐酸聚苯并咪唑的膜接觸；帶走富含水 的滲透物流；并帶走富含酸的濃縮物流。酸性水溶液可以是乙酸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 為例示本發(fā)明的目的，附圖中顯示了本發(fā)明優(yōu)選的形式；然而要理解的是，本發(fā)明 不限于所示的精確布置和機(jī)構(gòu)。
[0010] 圖1是代表性聚苯并咪唑（PBI)分子的示意圖。
[0011] 圖2是將本發(fā)明已知的用于使乙酸脫水的滲透蒸發(fā)膜在各種溫度下的分離系數(shù) 和通量進(jìn)行比較的圖表。
[0012] 對本發(fā)明的說明
[0013] 在膜分離過程中，注入流被分離成被稱為滲透物和濃縮物（或滲余物）的兩個流 出流。滲透物是注入流穿過半滲透膜的部分，而濃縮物流含有已經(jīng)被膜排斥的成分。這種 分離可以在膜接觸器中進(jìn)行，其中使注入流與膜接觸，滲透物和濃縮物被帶離接觸器。膜可 以是平膜、多層平膜（例如，雙層膜）、中空纖維膜、多層中空纖維膜（例如，雙層膜）或管式 的。在多層中空纖維及管式膜中，一層是在分離中使用的膜，另一層膜可以是支撐膜。
[0014] 在本發(fā)明的膜分離過程中，耐酸聚苯并咪唑（PBI)膜可用于使酸性溶劑脫水。酸 性溶劑（或極性質(zhì)子溶劑）可包括但不限于甲醇、乙醇、正丁醇、異丙醇、正丙醇、乙酸、甲 酸、氫氟酸和氨。在一個實施方案中，酸性溶劑可以是乙酸。
[0015] 聚苯并咪唑（PBI)可以是任何的PBI。PBI也指PBI與其它聚合物的共混物、PBI的 共聚物以及它們的組合。在一個實施方案中，PBI組分是主要（即，至少50重量％ )組分。 PBI分子的代表性（非限制性）圖示在圖1中給出。PBI還指例如四胺（芳族和雜芳族四氨 基化合物）和選自以下的第二單體的熔融聚合的產(chǎn)物：游離二羧酸、二羧酸的烷基和/或芳 族酯、芳族或雜環(huán)二羧酸的烷基和/或芳族酯，和/或芳族或雜環(huán)二羧酸的烷基和/或芳族 酸酐。進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可獲自第Re26065 ;4506068 ;4814530號美國專利；和第2007/0151926 號美國專利公告，上述各文獻(xiàn)以引用的方式并入本文。PBI可商購自北卡羅來納州夏洛特的 PBI Performance Products，Inc0
[0016] 根據(jù)本發(fā)明使用的芳族和雜芳族四氨基化合物優(yōu)選為3, 3'，4, 4' -四氨基聯(lián)苯、 2, 3, 5, 6-四氨基吡啶、1，2, 4, 5-四氨基苯、3, 3'，4, 4' -四氨基二苯基砜、3, 3'，4, 4' -四氨 基二苯基醚、3, 3'，4, 4' -四氨基二苯甲酮、3, 3'，4, 4' -四氨基二苯基甲烷和3, 3'，4, 4' -四 氨基二苯基二甲基甲烷及它們的鹽，特別是它們的單、二、三和四鹽酸鹽衍生物。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明使用的芳族羧酸為二羧酸或其酯或其酸酐或其酰氯。術(shù)語"芳族羧 酸"也同樣包括雜芳族羧酸。優(yōu)選地，芳族二羧酸為間苯二甲酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、 5-羥基間苯二甲酸、4-羥基間苯二甲酸、2-羥基對苯二甲酸、5-氨基間苯二甲酸、5-N，N-二 甲基氨基間苯二甲酸、5-N，N-二乙基氨基間苯二甲酸、2, 5-二羥基對苯二甲酸、2, 6-二羥 基間苯二甲酸、4, 6-二羥基間苯二甲酸、2, 3-二羥基鄰苯二甲酸、2, 4-二羥基鄰苯二甲 酸、3, 4-二羥基鄰苯二甲酸、3-氟鄰苯二甲酸、5-氟間苯二甲酸、2-氟對苯二甲酸、四氟鄰 苯二甲酸、四氟間苯二甲酸、四氟對苯二甲酸、1，4-萘二羧酸、1，5-萘二羧酸、2, 6-萘二羧 酸、2, 7-萘二羧酸、聯(lián)苯甲酸、1，8-二羥基萘-3, 6-二羧酸、二苯基醚-4, 4' -二羧酸、二苯 甲酮-4, 4' -二羧酸、二苯基砜-4, 4' -二羧酸、聯(lián)苯基-4, 4' -二羧酸、4-三氟甲基鄰苯二 甲酸、2, 2-雙（4-羧基苯基）六氟丙燒、4, 4'-二苯乙烯二羧酸、4-羧基肉桂酸或它們的 C1-C20烷基酯或C5-C12芳基酯或它們的酸酐或它們的酰氯。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明使用的雜芳族羧酸為雜芳族二羧酸或它們的酯或它們的酸酐。"雜 芳族二羧酸"包括在環(huán)中含有至少一個氮、氧、硫或磷原子的芳族體系。優(yōu)選地，其為 吡啶-2, 5-二羧酸、吡啶-3, 5-二羧酸、吡啶-2, 6-二羧酸、吡啶-2, 4-二羧酸、4-苯 基-2, 5-吡啶二羧酸、3, 5-吡唑二羧酸、2, 6-嘧啶二羧酸、2, 5-吡嗪二羧酸、2, 4, 6-吡啶三 羧酸和苯并咪唑-5, 6-二羧酸以及它們的C1-C20烷基酯或C5-C12芳基酯或它們的酸酐或 它們的酰氯。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明使用的芳族和雜芳族二氨基羧酸優(yōu)選為二氨基苯甲酸及其單和二鹽 酸鹽衍生物。
[0020] 優(yōu)選地，使用至少2種不同的芳族羧酸的混合物。這些混合物特別地為N-雜芳 族二羧酸和芳族二羧酸或它們的酯的混合物。非限制性例子有間苯二甲酸、對苯二甲酸、 鄰苯二甲酸、2, 5-二羥基對苯二甲酸、2, 6-二羥基間苯二甲酸、4, 6-二羥基間苯二甲酸、 2, 3-二羥基鄰苯二甲酸、2, 4-二羥基鄰苯二甲酸、3, 4-二羥基鄰苯二甲酸、1，4-萘二羧酸、 1，5-萘二羧酸、2, 6-萘二羧酸、2, 7-萘二羧酸、聯(lián)苯甲酸、1，8-二羥基萘-3, 6-二羧酸、二 苯基醚-4, 4' -二羧酸、二苯甲酮-4, 4' -二羧酸、二苯基砜-4, 4' -二羧酸、聯(lián)苯-4, 4' -二羧 酸、4-三氟甲基鄰苯二甲酸、吡啶-2, 5-二羧酸、吡啶-3, 5-二羧酸、吡啶-2, 6-二羧酸、批 啶-2, 4-二羧酸、4-苯基-2, 5-吡啶二羧酸、3, 5-吡唑二羧酸、2, 6-嘧啶二羧酸和2, 5-吡 嗪二羧酸。優(yōu)選地，其為間苯二甲酸二苯酯（DPIP)及其酯。
[0021] 可根據(jù)如上所述的方法制備的聚苯并咪唑的例子包括：
[0022] 聚-2, 2' -(間亞苯基）-5, 5' -雙苯并咪唑；
[0023] 聚-2, 2' -(亞聯(lián)苯基_2〃2' 〃) -5, 5' -雙苯并咪唑；
[0024] 聚-2, 2' -(亞聯(lián)苯基_4〃4〃'）-5, 5' -雙苯并咪唑；
[0025] 聚-2, 2' _(1〃，1〃，3〃三甲基亞茚滿基）-3〃5〃_對亞苯基-5, 5' -雙苯并咪唑；
[0026] 2, 2' -(間亞苯基）_5, 5' -雙苯并咪唑/2, 2_(1〃，1〃，3〃_三甲基亞茚滿 基）-5〃，3〃-(對亞苯基）-5, 5' -雙苯并咪唑共聚物；
[0027] 2, 2' -(間亞苯基）-5, 5-雙苯并咪唑-2, 2' -亞聯(lián)苯基-2〃，2〃' -5, 5' -雙苯并咪唑 共聚物；
[0028] 聚-2, 2' -(亞呋喃基_2〃，5〃) -5, 5' -雙苯并咪唑；
[0029] 聚-2,2'_ (萘 _1〃，6〃)-5, 5'-雙苯并咪唑；
[0030] 聚-2, 2' -(萘-2〃，6〃) -5, 5' -雙苯并咪唑；
[0031] 聚_2, 2' -亞戊基-5, 5' -雙苯并咪唑；
[0032] 聚-2, 2'-八亞甲基-5, 5'-雙苯并咪唑；
[0033] 聚-2, 2' -(間亞苯基）-二咪唑并苯；
[0034] 聚-2, 2'-環(huán)己烯基-5, 5'-雙苯并咪唑；
[0035] 聚-2, 2' -(間亞苯基）-5, 5' -二（苯并咪唑）醚；
[0036] 聚-2, 2' -(間亞苯基）-5, 5' -二（苯并咪唑）硫醚；
[0037] 聚-2, 2' -(間亞苯基）-5, 5' -二（苯并咪唑）砜；
[0038] 聚-2, 2'-(間亞苯基）-5, 5'-二（苯并咪唑）甲烷；
[0039] 聚-2, 2〃_ (間亞苯基）-5, 5〃_二（苯并咪唑）丙烷-2, 2 ;和
[0040] 聚-亞乙基-1，2-2, 2〃-(間亞苯基）-5, 5〃-二苯并咪唑）亞乙基_1，2，
[0041] 其中，亞乙基基團(tuán)的雙鍵在最終聚合物中是完整的。優(yōu)選的聚合物聚-2, 2'-(間 亞苯基）-5, 5' -雙苯并咪唑可通過使3, 3'，4, 4' -四氨基聯(lián)苯與如下物質(zhì)反應(yīng)來制備：間苯 二甲酸與間苯二甲酸二苯酯或與間苯二甲酸二烷基酯（如間苯二甲酸二甲酯）的組合；間 苯二甲酸二苯酯和間苯二甲酸二烷基酯（如間苯二甲酸二甲酯）的組合；或至少一種間苯 二甲酸二烷基酯（如間苯二甲酸二甲酯），作為唯一的二羧酸組分。
[0042] 耐酸PBI是指對酸有抵抗力的化學(xué)改性PBI。耐酸PBI比同樣的非耐酸PBI更能 抵抗對要脫水的酸性溶劑的吸附（或吸收）。換句話說，PBI對酸的固有親和力減小，使得 其分離效率得以提高?？赏ㄟ^任何改性方法得到耐酸PBI。此類改性方法可包括而不限于 交聯(lián)、N-取代、磺化、磷酸化以及它們的組合。這種改性可以是在表面處（如果例如PBI的 形式為片、纖維、中空纖維或管）或者可遍及成形的PBI (如果例如在將PBI成形之前使其 耐酸）。前述改性分別可有若干途徑。例如，至少有三種方式來進(jìn)行磺化（即，給PBI聚合 物主鏈增加硫酸根基團(tuán)）。它們包括而不限于，i)PBI結(jié)構(gòu)的直接磺化，ii)單體用硫酸根 基團(tuán)化學(xué)接枝，和iii)單體基團(tuán)的輻射接枝之后進(jìn)行磺化。在下文中將就其中薄膜表面被 直接磺化的PBI薄膜來描述本發(fā)明，要理解本發(fā)明并不局限于此。
[0043] 一般來說，可以按任何方式制成PBI薄膜。在一個實施方案中，PBI薄膜為沒有孔 或微孔的固體薄膜。例如，可由PBI溶液流延薄膜。用于PBI聚合物的溶劑可包括而不限 于DMAc、N-甲基吡咯烷酮（NMP)、N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、二甲亞砜（DMSO)以及它們的 組合。PBI溶液在一個實施方案中可含有10-45重量％的PBI，并且在其它實施方案中可含 有12-30重量％的PBI和14-28重量％的PBI。在一個實施方案中，使流延溶液脫氣，流延 到基材上面，然后將溶劑趕出流延薄膜，并且將無溶劑的流延薄膜真空干燥并冷卻。
[0044] 然后，可以對流延PBI薄膜進(jìn)行化學(xué)改性以使其耐酸。在一個實施方案中，可以使 薄膜磺化。可以在給定溫度（例如，30-80°C，或40-70°C，或45-55°C)下將薄膜在硫酸（例 如，濃度最高20重量％或1-20重量％，或2-15重量％，或2-10重量％或2-6重量％ )中 浸泡給定的時間（例如，1-4小時，或1. 5-3. 5小時或1. 75-2. 5小時）。此后可以自薄膜的 表面除去過量的酸。
[0045] 任選地，可以使磺化薄膜熱穩(wěn)定化。在此熱穩(wěn)定化期間，將磺化薄膜加熱到給定溫 度（例如，300-500°C，或350-450°C，或400-450°C)達(dá)給定的時間（例如，最多5分鐘，或 0. 3-4. 5 分鐘，或 0. 5-1. 5 分鐘）。
[0046] 此后，可以使磺化薄膜釋出微量的磺酸根基團(tuán)。這可以通過將磺化薄膜在沸水中 浸泡給定的時間（例如，1-5小時，或2-4小時，或2. 5-3. 5小時）來完成。然后，可通過將 薄膜放置在真空烘箱中來干燥此薄膜以除去任何吸附的水分子。
[0047] 可使用接觸器來安放前述膜。接觸器是已知的，并且可包括：板加框模塊、管式 模塊、中空纖維模塊和螺旋纏繞式模塊。參見例如："Membrane technology, "Wikipedia， The Free Encyclopedia(2012) ；Kesting,R. E. , Synthetic Polymeric Membranes, 第 2 版，John Wiley&Sons, NYC, NY(1985),第 10-14 頁；Cheryan, M. , Ultrafiltration Handbook, Technomic Publishing Co. , Lancaster PA(1986),第 127-168 頁；和 Chemical Engineering Handbook,第 5 版，McGraw-Hill Book Company, NYC, NY(1973)，圖 17-38,第 5264171和5352361號美國專利，上述各文獻(xiàn)以引用的方式并入本文。
[0048] 脫水系統(tǒng)可包括一個或多個前述接觸器或容納用于使含水酸性溶劑脫水的前述 膜的其它設(shè)備。例如，將以串聯(lián)或并聯(lián)方式或這兩者組合的方式布置的多個接觸器及相關(guān) 設(shè)備（例如，泵、控制/監(jiān)視設(shè)備和真空泵）組裝起來以達(dá)到使含水酸性溶劑脫水的目的。
[0049] 可通過如下方式使含水酸性溶劑脫水：使酸性水溶液與包含耐酸聚苯并咪唑的膜 接觸；帶走富含水的滲透物流；并帶走富含酸的濃縮物流。在一個實施方案中，將滲透物流 連接于真空。在一個實施方案中，酸性水溶液的進(jìn)料濃度可以為任何濃度。在其它實施方案 中，進(jìn)料濃度范圍可以是50-95重量％，或75-95重量％，或78-92重量％。脫水期間的操 作溫度在一個實施方案中可以為任何溫度。在其它實施方案中，溫度范圍可以是20-85°C， 或 25-75 °C。
[0050] 在圖2中，對本文公開的耐酸PBI膜與用于酸性溶劑（例如，乙酸）的其它已知膜 在各種溫度下的分離系數(shù)和通量進(jìn)行了比較。
[0051] 雖然下面的實施例針對的是酸性溶劑乙酸的滲透蒸發(fā)脫水，但本發(fā)明并不局限于 此。所述耐酸膜可用在其它滲透蒸發(fā)過程或脫水過程中。
[0052] 將在以下非限制性實施例中對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。 實施例
[0053] 材料
[0054] 在制膜中使用聚苯并咪唑（PBI)。PBI聚合物溶液由PBI Performance Products, Inc提供，組成為PBI 26. 2重量％、二甲基乙酰胺（DMAc) 72. 3重量％和氯化鋰 (LiCl)L 5 重量％。
[0055] 使用得自Merck的分析純的濃硫酸（H2SO4)與去離子水混合以制備不同濃度的磺 化溶液。
[0056] 膜制備程序
[0057] 制備在膜表面上具有磺化改性的致密平片PBI膜。由在DMAc中的15重量％ PBI 聚合物溶液流延平片PBI致密膜。通過稀釋所提供的PBI溶液來制備聚合物涂料溶液PBI/ DMAc/LiCl (15/84. 1/0. 9重量％ )。使稀釋的溶液脫氣過夜，之后才用流延刀流延到玻璃板 上面達(dá)約70-100 μ m的厚度。然后，將流延膜在預(yù)設(shè)于75°C的熱板上原樣放置15小時，以 使溶劑緩慢蒸發(fā)。將所得到的薄膜小心地剝離玻璃板，然后在兩個絲網(wǎng)之間的真空烘箱中 進(jìn)行干燥，使溫度以〇. 6°C /分鐘的速率逐漸升高到250°C并在此溫度下保持24小時以除 去殘留的溶劑，過后進(jìn)行自然冷卻。絲網(wǎng)不僅防止膜粘到玻璃板上，而且還有助于從兩個表 面上均勻地干燥膜。采用此干燥方案，LiCl留在原樣制成的PBI膜中。
[0058] PBI膜的改性是磺化和熱處理的組合。在50°C下將PBI膜在固定濃度的硫酸水溶 液中浸泡2小時。隨后使用濾紙將它們干燥以除去其表面上的過量硫酸。然后通過在空氣 中將PBI膜在預(yù)設(shè)于450°C的爐中放置固定的時間來對它們進(jìn)行熱處理（沒有真空）。此 后，將樣品在沸水中浸泡3小時以除去微量的硫酸根基團(tuán)，并在兩個絲網(wǎng)之間的KKTC的 Binder可程序化真空烘箱中進(jìn)行干燥以除去吸附的水分子。然后，使用Mitutoyo千分尺測 量最終膜厚度，其為約15-20 μ m。
[0059] 滲透蒸發(fā)實驗
[0060] 使用靜態(tài)滲透蒸發(fā)槽來測試室溫下的平片致密膜性能。另請參閱：Y.Wang，M. Gruenderj T. S. Chung,Pervaporation dehydration of ethylene glycol through polybenzimidazole (PBI)-based membranes. I. Membrane fabrication,J.Membr. Sci. 363(2010) 149-159,其以引用的方式并入本文。將測試膜放置在有效表面積為15. 2cm2 的不銹鋼滲透槽中。在收集樣品之前將系統(tǒng)穩(wěn)定化2小時。此后，通過浸在液氮中的冷阱 收集滲透物樣品。將樣品稱重。通過具有HP-INN0WAX柱（填充有交聯(lián)的聚乙二醇）和T⑶ 檢測器的Hewlett-Packard GC 7890 A，用三次平行的注射分析樣品組成。最后，對通量和 組成的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。在整個實驗期間進(jìn)料含量變化小于0. 5重量％，并且因此可認(rèn)為在 實驗期間是不變的，因為進(jìn)料溶液與滲透物樣品相比量很大。將進(jìn)料流速保持在1. 38升/ 分鐘。除另有規(guī)定外，操作溫度為室溫（22±2°C)。除有規(guī)定外，通過真空泵保持滲透物壓 力低于3毫巴。通過以下等式計算通量和分離系數(shù)：

【權(quán)利要求】
1. 一種滲透蒸發(fā)膜，包括： 耐酸聚苯并咪唑（PBI)膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)膜，其中，所述耐酸PBI膜為通過選自磺化、磷酸化、 交聯(lián)、N-取代和/或其組合的工藝而化學(xué)改性的PBI膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)膜，其中，所述膜為：平膜、多層平膜、中空纖維膜或 多層中空纖維膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滲透蒸發(fā)膜，其中，所述多層平膜具有的一個層為耐酸PBI 膜，且另一層為微孔支撐層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的滲透蒸發(fā)膜，其中，所述多層中空纖維膜具有的一個層為耐 酸PBI膜，且另一層為微孔支撐層，所述PBI層為內(nèi)層或外層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲透蒸發(fā)膜，其中，所述膜是熱穩(wěn)定化的。
7. -種膜接觸器，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜。
8. -種脫水系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜。
9. 一種使酸物質(zhì)脫水的方法，包括以下步驟： 使酸性水溶液與包含耐酸聚苯并咪唑的膜接觸； 帶走富含水的滲透物流；并且 帶走富含所述酸物質(zhì)的濃縮物流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述膜容納在膜接觸器中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述膜為耐酸PBI膜，所述耐酸PBI膜是通過選 自磺化、磷酸化、交聯(lián)、N-取代和/或其組合的工藝而化學(xué)改性的PBI膜。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述酸性水溶液包含有機(jī)酸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述酸性水溶液包含乙酸。
14. 一種制備耐酸聚苯并咪唑（PBI)膜的方法，包括以下步驟： 由PBI聚合物的溶液形成PBI薄膜；并 通過選自磺化、磷酸化、交聯(lián)、N-取代和/或其組合的工藝對所述PBI薄膜進(jìn)行化學(xué)改 性。
15. 根據(jù)權(quán)利要求X所述的制備耐酸聚苯并咪唑（PBI)膜的方法，進(jìn)一步包括如下步 驟： 使所述改性的PBI薄膜熱穩(wěn)定化。
【文檔編號】B01D71/62GK104349834SQ201380027431
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】王艷, 邁克爾·格蘭德爾, 鐘臺生 申請人:Pbi性能產(chǎn)品公司