[發(fā)明專利]一種強親水性聚偏氟乙烯復合介孔膜及其制備方法和應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010184027.2
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101822949A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 陳勇;潘小慶;沈祝平
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有強親水性的聚偏氟乙烯復合介孔膜及其制備方法和該復合膜的應用，屬膜材料領域。

背景技術

聚偏氟乙烯(PVDF)膜由于具有良好的耐沖擊性、耐磨性、耐腐蝕性、化學穩(wěn)定性以及韌性高和拉伸強度好而成為目前首選的膜材料之一，但是由于聚偏氟乙烯膜的表面能低，有極強的疏水性，屬于增水性膜，所以無法用于水體凈化、水溶液中天然產物有效成分的吸附、分離和濃縮。為了提高膜的使用性能，近年來，對其進行親水化改性使其可應用于水溶液處理的研究引起了人們的關注。例如在聚偏氟乙烯膜中填充粉體納米SiO₂材料提高其親水性能，《膜科學與技術》雜志2007年第27卷第6期上的“填充納米SiO₂對聚偏氟乙烯膜性能的影響”一文中公開了一種通過溶膠-凝膠技術在聚偏氟乙烯膜中組裝表面經過改性的二氧化硅納米粒子制備復合膜的合成方法。雖然該方法能夠避免二氧化硅納米粒子的團聚并提高了聚偏氟乙烯膜的親水性，然而，這種合成方法的不足之處在于：過程煩瑣，耗時長因而能耗高且效率低(制備一張復合膜耗時56～87小時)。因此為了提高合成速率和效率，減小能耗，有必要嘗試采用其它更有效的合成方法制備具有強親水性的聚偏氟乙烯復合膜。

本申請人的一種有機無機復合介孔膜的制備方法及其應用(專利申請?zhí)枺?01010152255.1)，使用多孔聚碳酸酯膜作為模板制備有機無機復合介孔膜，該膜的成本較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中合成親水性聚偏氟乙烯膜的合成方法所存在的過程煩瑣，耗時長因而能耗高且效率低等缺陷以及降低有機無機復合介孔膜的合成成本，提供一種更加簡便、快速、高效且成本低廉的合成方法，并探索親水性聚偏氟乙烯膜在水相溶液中生物酶吸附包埋中的新用途。

本發(fā)明的技術方案

一種強親水性聚偏氟乙烯復合介孔膜的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)、前驅液的制備

將原料無水乙醇，HCl和去離子水按照摩爾比0.31∶1.2×10^-3∶0.11投料混合均勻后置于三頸燒瓶中，然后，在緩慢攪拌狀態(tài)下形成混合液C，其中HCl用濃度為12mol/L的鹽酸溶液配制；

往上述混合液C中添加1.7×10^-4mol非離子型表面活性劑表面活性劑EO₂₀PO₇₀EO₂₀(P123)，直至P123全部溶解，并將盛有該混合溶液C的三頸燒瓶置于油浴中，在60℃的溫度下，緩慢攪拌反應1h后，再逐漸滴加0.10mol的正硅酸乙酯，并且在60℃的油浴溫度下攪拌老化12h，然后冷卻至室溫25℃即得到含P123的前驅液；

其中非離子型表面活性劑P123還可以選用F127；

(2)、微波合成

取制備步驟(1)獲得的含有P123的前驅液盛于一個或多個小微波盒中，每個小微波盒內前驅液體積為3～6ml，然后每一小微波盒內的前驅液中分別放置一張聚偏氟乙烯膜，并且該一個或多個小微波盒不加蓋，將上述盛有膜和前驅液的微波盒置于另一空的、直徑和體積更大的微波盒中，并蓋上與直徑和體積更大的微波盒配套的盒蓋；接著將其置于微波輔助合成/萃取反應儀的微波反應室內，在200～800W微波功率的作用下，控制反應溫度為40℃～100℃，微波反應10～30分鐘，等到不加蓋的小微波盒內前驅液完全揮發(fā)后，即得一張或者多張含有表面活性劑P123的聚偏氟乙烯復合介孔膜；

所述的聚偏氟乙烯膜直徑50mm，孔直徑220nm；

所述的微波盒為聚丙烯材料；

(3)、膜內表面活性劑的洗脫

將步驟(2)制備的含有表面活性劑P123的聚偏氟乙烯復合介孔膜置于質量百分比濃度37.5％的濃鹽酸和無水乙醇按體積比為1∶5所組成的混合溶液中，在60～80℃恒溫油浴下，浸泡2～3h以萃取洗脫膜內的表面活性劑P123，后分別用去離子水和95％乙醇洗滌3次，最后將聚偏氟乙烯復合介孔膜置于60℃烘箱中干燥3h后，即得本發(fā)明的聚偏氟乙烯復合介孔膜。所得的聚偏氟乙烯復合介孔膜內的介孔材料的孔徑直徑為6.0nm。

本發(fā)明的技術效果