[發(fā)明專利]一種聚偏氟乙烯復(fù)合分離膜的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108993172B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋澤霖;吳科元;蘇殿釗;王麗華;王秀麗
• 申請（專利權(quán)）人: 宋澤霖
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D71/06;B01D71/02;B01D67/00
• 代理公司: 北京盛詢知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 張海青

1.一種聚偏氟乙烯復(fù)合分離膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)聚偏氟乙烯薄膜的堿化處理

a、首先將聚偏氟乙烯粉末加入到盛有N,N-二甲基乙酰胺的燒杯中，并將燒杯置于可溫控磁力攪拌器上，對燒杯中混合溶液攪拌，得到無色透明粘稠的膜鑄液，將該膜鑄液倒在自動(dòng)刮膜機(jī)上，刮制成薄膜，將帶有液態(tài)薄膜的玻璃板從自動(dòng)刮膜機(jī)上取下浸沒于冷凝浴中進(jìn)行凝膠化成膜，待凝膠化薄膜從玻璃板上脫離后，用去離子水浸泡24h，然后取出用去離子水洗凈，待用；

b、將上述洗凈的聚偏氟乙烯薄膜置于盛有氫氧化鈉水溶液的燒杯中浸泡，然后加入硼氫化鈉水溶液，并對燒杯中的溶液進(jìn)行磁力攪拌，最后將薄膜從燒杯中取出，并用去離子水反復(fù)洗滌，直至洗滌水的pH值為中性；

(2)聚偏氟乙烯薄膜的丙烯酰胺接枝改性和氧化處理

①丙烯酰胺接枝改性聚偏氟乙烯薄膜的制備

首先將步驟(1)制備的聚偏氟乙烯薄膜加入到N,N-二甲基乙酰胺溶劑中，攪拌至聚偏氟乙烯薄膜溶解；然后將丙烯酰胺加入到溶液中，攪拌至溶解后；再將過氧化二苯甲酰加入到溶液中，攪拌至溶解，最后將混合溶液進(jìn)行升溫處理，然后進(jìn)行降溫處理，得到制備丙烯酰胺接枝改性聚偏氟乙烯薄膜所用的共混鑄液，將該共混鑄液倒在自動(dòng)刮膜機(jī)上，刮制成薄膜，將帶有液態(tài)薄膜的玻璃板從自動(dòng)刮膜機(jī)上取下浸沒于冷凝浴中進(jìn)行凝膠化成膜，待凝膠化薄膜從玻璃板上脫離后，將其用去離子水浸泡24h；

②丙烯酰胺接枝改性聚偏氟乙烯薄膜的氧化處理

將20～30g上述制備的丙烯酰胺接枝改性聚偏氟乙烯薄膜置于500mL次氯酸鈉水溶液中，室溫下緩慢攪拌溶液進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)完成后將薄膜從次氯酸鈉水溶液中取出并用去離子水沖洗干凈；

(3)氧化石墨-聚偏氟乙烯復(fù)合物的制備

a、首先將300mL去離子水和0.5g氧化石墨超細(xì)粉末依次加入到燒杯中，然后將燒杯置于超聲波處理器中對溶液進(jìn)行超聲分散處理，超聲處理后得到顏色為黃色的氧化石墨膠態(tài)溶液；

b、室溫條件下，將步驟(2)制得的經(jīng)接枝改性并氧化處理的聚偏氟乙烯薄膜浸沒到無水乙醇中，浸潤處理30min，然后從無水乙醇中取出并用濾紙瀝除殘留的無水乙醇；

c、將3～5g經(jīng)無水乙醇浸潤處理的接枝改性并氧化處理的聚偏氟乙烯薄膜加入到300mL上述步驟a制得的氧化石墨膠態(tài)溶液中，在室溫下對溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁缓髮⒈∧と〕觯⒁来斡脽o水乙醇和去離子水將其清洗干凈；

d、最后將清洗干凈的薄膜置于烘箱中，于60℃溫度下烘干，用粉碎機(jī)將薄膜粉碎，得到細(xì)小膜碎屑；

(4)氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺復(fù)合物的制備

a、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，首先將無水乙醇加入到三頸燒瓶中，然后再依次將四乙烯五胺和3-氯丙基三甲氧基硅烷加入到燒瓶中，然后將三頸燒瓶中央磨口與水冷凝管連接、并將側(cè)面的兩個(gè)口封堵，磁力攪拌燒瓶內(nèi)的溶液，并將溶液進(jìn)行升溫處理，然后停止向燒瓶中通氮?dú)猓瑢績?nèi)的混合溶液進(jìn)行減壓蒸餾處理，將無水乙醇從燒瓶中蒸餾出去并回收；

b、減壓蒸餾結(jié)束后，先將100g甲苯加入到燒瓶中，然后再將5～8g步驟(3)制備的氧化石墨-聚偏氟乙烯復(fù)合物碎屑加入到燒瓶內(nèi)，將三頸燒瓶中央磨口與水冷凝管連接，開啟氮?dú)馄啃o經(jīng)燒瓶的側(cè)面磨口向燒瓶內(nèi)緩慢通入氮?dú)猓⒘硪粋€(gè)側(cè)口封堵；然后磁力攪拌燒瓶內(nèi)的溶液，并將燒瓶內(nèi)溶液進(jìn)行加熱處理；

c、加熱處理完成后，先關(guān)閉電源加熱開關(guān)，然后停止氮?dú)馔ㄈ耄裏績?nèi)溶液溫度冷卻至室溫后，關(guān)閉冷凝水的進(jìn)水旋鈕；最后過濾收集固體碎屑，并置于真空干燥箱中進(jìn)行干燥處理，即得氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺復(fù)合物；

(5)聚偏氟乙烯復(fù)合分離膜的制備

①氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺分離膜的制備

a、首先將18～20g步驟(4)制備的氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺復(fù)合物加入到100gN,N-二甲基乙酰胺溶劑中，攪拌至氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺復(fù)合物溶解；然后將3～5g聚乙烯吡咯烷酮加入到溶液中，攪拌至溶解；并將混合溶液進(jìn)行升溫處理，然后進(jìn)行降溫處理，即配制了制備氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺分離膜所用的共混鑄液；

b、將所制共混鑄液倒在自動(dòng)刮膜機(jī)上，刮制成薄膜，將帶有液態(tài)薄膜的玻璃板從自動(dòng)刮膜機(jī)上取下浸沒于冷凝浴中進(jìn)行凝膠化成膜，待凝膠化薄膜從玻璃板上脫離后，將其用去離子水浸泡24h；

②聚偏氟乙烯復(fù)合分離膜的制備

a、首先將上述步驟①制備的氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺分離膜固定在玻璃板上，然后將哌嗪水溶液傾倒在分離膜表面，使分離膜浸漬在哌嗪水溶液中；然后將表面被哌嗪水溶液浸漬后的分離膜置于勻膠機(jī)上，然后將殘余的哌嗪水溶液用濾紙吸除，并將分離膜靜置陰干；

b、將陰干后的氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺分離膜平整固定于玻璃板上，將均苯三甲酰氯正己烷溶液傾倒在分離膜表面，靜置，然后用濾紙吸走多余的均苯三甲酰氯正己烷溶液，最后將氧化石墨-聚偏氟乙烯-四乙烯五胺分離膜置于恒溫干燥箱中烘干處理，即制備了聚偏氟乙烯復(fù)合分離膜。