[發(fā)明專利]一種超疏水改性納米纖維膜及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710280034.4
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106984194B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 張林;閻康康;侯立安
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;B01D67/00;B01D69/02;B01D71/26;B01D71/30;B01D71/34;B01D71/68;C02F1/08;D06M11/74;D06M101/22;D06M101/30;C02F103/08
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱朦琪

1.一種用于膜蒸餾的超疏水改性納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將疏水性高聚物、電解質(zhì)與溶劑A混合得到高聚物紡絲溶液，經(jīng)靜電紡絲后得到納米纖維膜；所述的電解質(zhì)選自氯化鋰、氯化鈉或氯化鉀，所述高聚物紡絲溶液中電解質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為0.001～0.01％；所述高聚物紡絲溶液的質(zhì)量百分比濃度為4～15％；

(2)將碳納米纖維、納米碳顆粒分散于溶劑B中，分別得到碳納米纖維分散液和納米碳顆粒分散液，并依次涂覆于步驟(1)所述的納米纖維膜上，干燥后得到前驅(qū)體；所述碳納米纖維分散液和納米碳顆粒分散液的濃度獨立地選自0.05g/L～10g/L；所述的涂覆為噴槍噴涂；所述溶劑B為乙酸乙酯；

(3)對步驟(2)所得前驅(qū)體進行熱壓，得到所述的超疏水改性納米纖維膜；

所述超疏水改性納米纖維膜的平均孔徑為0.1～0.85μm，孔隙率為60～90％，膜厚為60～200μm，水接觸角為150°～170°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水改性納米纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的疏水性高聚物選自聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚砜或聚醚砜；

所述的溶劑A選自真溶劑，或者是真溶劑與稀釋劑組成的混合液；

所述的真溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、二甲基亞砜、碳酸二甲酯中的至少一種；

所述的稀釋劑選自甲基乙基酮、丙酮、己烷、丁酮、乙酸乙酯中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超疏水改性納米纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述靜電紡絲的工藝為：電壓為8～40kV，紡絲溶液的推進速度為0.2～4mL/min，針尖到接收滾筒的距離為8～25cm，靜電紡絲針頭內(nèi)徑為0.1～1.0mm，紡絲過程空氣的相對濕度為45±10％，環(huán)境溫度為20±15℃，接收滾筒的轉(zhuǎn)速為4～50r/min，靜電紡絲時間為4～20小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水改性納米纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述碳納米纖維的直徑為50～200nm，長度為10～100μm；

所述納米碳顆粒的直徑為10～80nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水改性納米纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述納米纖維膜上的碳納米纖維沉積密度為5～100g/m²；納米碳顆粒的沉積密度為5～50g/m²。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水改性納米纖維膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的熱壓在真空中進行，熱壓時間為1～3h，熱壓溫度為80～300℃，熱壓壓力為0.2～5MPa。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1～6任一權(quán)利要求所述的方法制備的超疏水改性納米纖維膜，其特征在于，包括納米纖維膜和沉積在所述納米纖維膜至少一個表面的復合超疏水層；

所述的復合超疏水層由碳納米纖維網(wǎng)絡和納米碳顆粒組成。