[發明專利]具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法

無效

• 申請號: 201410070433.4
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103831024A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 何春菊;趙新振;秦愛文;馬博謀;劉大朋;李翔
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明屬于分離膜表面改性領域，具體涉及一種利用等離子體技術和靜電吸附作用制備具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的方法。?

背景技術

水處理技術與人類賴以生存的水資源利用和保護息息相關，隨著社會經濟的發展成為人們最為關注的問題，膜分離技術適用于水處理技術中表現出了巨大的潛力，但是由于水處理環境的復雜多樣性，包括工業廢水、生活污水、飲用水處理等各種領域，存在酸性、堿性、有機溶劑等各種分離環境，分離過程中膜污染、膜腐蝕等問題嚴重制約了膜技術的大范圍推廣應用，單一的分離膜材料遠遠不能滿足實際應用的需要，因此基于使用環境，制備具有應用針對性的分離膜，在推廣膜技術的具有不可取代的作用。?

聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化學惰性、熱穩定性和機械性能，是較為理想的膜材料，但同時由于其成膜后極低的表面能，極易造成有機污染物在膜表面和膜孔中聚集，極大程度上降低了分離效率和使用壽命。等離子體技術作用在膜材料表米娜幾百納米以內，在不影響膜本體材料物化性能的同時，可在膜表面引入大量的活性官能團，在表面改性領域潛力巨大。聚電解質復合物不溶不熔，在絕大多數酸堿環境和有機溶劑中保持性質穩定，同時大量的研究工作表明膜表面的荷電性質在抑制污染物吸附方面具有獨特的優勢。因此本發明利用等離子體技術，根據不同的分離環境體系將帶有不同荷電性的聚電解質引入到PVDF膜表面，以增強其抗污效果。?

發明內容

本發明要解決的問題是針對酸性或者堿性環境，相應的制備表面帶有正電、負電或者兩性離子的荷電表面的PVDF膜，最大程度上發揮改性膜表面的抗污效果，提升膜分離效率。?

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法，其特征在于，具體步驟包括：?

第一步：將聚偏氟乙烯膜清洗晾干后，置于低溫等離子體儀中進行預處理，將預處理后的聚偏氟乙烯膜放在空氣中氧化；?

第二步：將氧化后的聚偏氟乙烯膜浸于丙烯酸水溶液中進行表面接枝聚合反應，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜；?

第三步：將聚丙烯酸表面改性的PVDF膜清洗后，置于聚陰離子電解質溶液、聚陽離子電解質溶液或兩性離子甜菜堿類聚合物溶液中進行吸附，清洗，得到具有荷電表面且其最外層表面為電負性、電正性或電中性的聚偏氟乙烯多孔膜。?

優選地，所述第一步中的預處理的處理條件為：膜與電極之間距離為5～10厘米，腔室內通入的放電氣體為氦氣、氧氣或氮氣，氣體壓力20-100帕，放電功率為50～150瓦，處理時間為30～180秒。?

優選地，所述第二步中的丙烯酸水溶液的濃度為25～75％。?

優選地，所述第二步中的表面接枝聚合反應在氮氣保護下進行，反應溫度為50～80℃，反應時間為0.5～3小時。?

優選地，所述第三步中的吸附時間為10～300分鐘，聚陰離子電解質溶液、聚陽離子電解質溶液以及兩性離子甜菜堿類聚合物溶液的濃度為0.01-20％。?

優選地，所述的具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法還包括：第四步：將第三步所得的具有荷電表面且其最外層表面為電負性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于聚陽離子電解質溶液或兩性離子甜菜堿類聚合物溶液中進行吸附，清洗，得到具有荷電表面且其最外層表面為電正性或電中性的聚偏氟乙烯多孔膜。?

更優選地，所述的具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法還包括：第五步：重復進行第三步或第三步和第四步。?

更優選地，所述的具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法還包括：第五步：將第四步所得的具有荷電表面且其最外層表面為電正性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于兩性離子甜菜堿類聚合物溶液中進行吸附，清洗，得到具有荷電表面且其最外層表面為電中性的聚偏氟乙烯多孔膜。?

更優選地，所述的具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法還包括：第六步：重復進行第三步、第三步和第四步或第三步至第五步。?

優選地，所述的具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法還包?括：第四步：將第三步所得的具有荷電表面且其最外層表面為電正性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于聚陰離子電解質溶液或兩性離子甜菜堿類聚合物溶液中進行吸附，清洗，得到具有荷電表面且其最外層表面為電負性或電中性的聚偏氟乙烯多孔膜。?

更優選地，所述的具有多樣性荷電表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制備方法還包括：第五步：重復進行第三步或第三步和第四步。?