[發明專利]一種提高PVDF超濾膜抗污染能力的方法

無效

• 申請號: 201110385053.6
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103127839A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 趙長偉;王濤;欒兆坤;賈智萍;王軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種提高超濾膜抗污染能力的制備方法，屬于膜分離技術領域。

背景技術

聚偏氟乙烯(PVDF)由于具有優良的化學穩定性、熱穩定性和易成膜等優點，已廣泛用于膜材料制備。但由于PVDF的表面能低，疏水性強，制備出來的超濾膜親水性差，在實際分離過程中，膜容易吸附有機溶質而被污染，所以如何提高超濾膜的抗污染能力，延長其使用壽命十分必要。對PVDF膜的親水性改性方法主要有共混改性、表面改性和化學改性等。相對于其他兩種方法而言，共混改性方法相對容易操作，并能起到很好的改性效果，在共混改性中，在聚合物基體中加入無機納米粒子已成為一種比較好的方法，它既保持了有機物的柔韌性和低成本，又具有無機物的化學穩定性和高機械強度，同時兩者間還會產生很強的界面作用，從而使聚合物的性能得到提高。但目前關于納米粒子的加入多數只局限于一種，不能充分發揮多種納米粒子的優勢。

本發明在現有研究的基礎上，為充分發揮不同納米粒子的特點，通過加入多種納米粒子改進鑄膜液配方，來改善單一納米粒子所制膜接觸角較高的問題，采用相轉化法來制備高抗污染能力的PVDF超濾膜。該法成膜工藝簡單，操作方便，很容易實現工業化生產。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種能夠提高抗污染能力的PVDF超濾膜的方法。采用本發明技術，所制PVDF超濾膜接觸角明顯降低，從92度左右降低至53度左右，提高了膜的抗污染能力。

本發明的主要技術內容在于：將干燥后的PVDF粉末傾入預先溶解了添加劑的溶劑中，在恒溫條件持續攪拌至聚合物完全溶解，將不同的納米粒子在攪拌的條件下滴加到鑄膜液中，維持恒溫條件下連續攪拌一段時間，最后靜置脫泡一段時間，得到穩定均相的無泡鑄膜液，將鑄膜液流延固定在玻璃板上的無紡布上，刮成具有一定厚度的均勻薄層，立即將玻璃板放入溫度為10～30℃的凝固浴中，鑄膜液凝膠、固化、置于凝固浴中一段時間，充分漂洗后在室溫下晾干即制得能夠提高抗污染能力的PVDF超濾膜。

本發明所述的溶劑為二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或者上述溶劑中任意兩種以上的混合物，溶劑的用量為60～80％。

本發明所述的添加劑主要為乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙酮、甘油的一種或多種物質的混合物；添加劑在鑄膜液中的含量為0～10wt％。

本發明所述的納米粒子為是SiO₂，Al₂O₃，TiO₂中的一種或任意兩種，粒徑為1-100nm，添加量為1％-10％。

本發明所述的凝固浴為去離子水或含有一定量添加劑的水溶液，添加劑為乙醇、氯化鈉、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或上述物質兩種以上的混合物，其質量濃度為0～30％。

具體實施方式

下面結合本發明一種提高PVDF超濾膜抗污染能力的方法，說明本發明的具體實施方式。

實施例1

將2.2克聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶入100克N-N二甲基乙酰胺溶劑中，待其完全溶解后并在攪拌的條件下加入20克聚偏氟乙烯(PVDF)，最后將1克納米TiO₂和2克納米SiO₂粒子混合添加到均勻的鑄膜液中。均勻攪拌24小時，使混合納米粒子均勻分散于鑄膜液中，密封靜置放置2天脫泡，然后在無紡布上刮膜，揮發20秒時間后，慢慢放入去離子水中浸泡24小時，接著用去離子水清洗干凈，制得改性后的PVDF超濾膜。

實施例2

將2.2克成孔劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶入100克N-N二甲基乙酰胺溶劑中，待其完全溶解后并在攪拌的條件下加入20克聚偏氟乙烯(PVDF)，最后將1克納米TiO₂和2克納米γ-Al₂O₃粒子混合添加到均勻的鑄膜液中。均勻攪拌24小時，使混合納米粒子均勻分散于鑄膜液中，密封靜置放置2天脫泡，然后在無紡布上刮膜，揮發20秒時間后，慢慢放入去離子水中浸泡24小時，接著用去離子水清洗干凈，制得改性后的PVDF超濾膜。

實施例3