[發明專利]基于PVDF膜的親水性導電納濾膜及制備方法和去污方法

有效

• 申請號: 201810961569.2
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109092061B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 王濤;張耀中;鄭興
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/34
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種基于PVDF膜的親水性導電納濾膜，該膜包括PVDF膜基體，PVDF膜表層聚合的導電高分子層，本發明還公開了基于PVDF膜的親水性導電納濾膜的制備方法：將二甲基乙酰胺、聚偏氟乙烯和碳酸鈣混合均勻得到鑄膜液；將鑄膜液均勻涂覆在玻璃板上，再整體放入水中進行相轉化成膜，最后將制備的膜放在單體溶液中浸泡，放入過硫酸銨溶液中，在表面進行聚合反應，將表面聚合了高分子層的導電膜放入稀鹽酸中，將碳酸鈣進行溶解，得到復合導電超濾膜，同時，本發明還公開了基于PVDF膜的親水性導電納濾膜的去污方法，本發明超濾膜導電性良好，被污染物附著時利用電化學方式進行清洗，清洗效率高。

技術領域

本發明屬于高分子聚合反應技術領域，具體涉及一種基于PVDF膜的親水性導電納濾膜及制備方法，本發明還涉及基于PVDF膜的親水性導電納濾膜的去污方法。

背景技術

隨著水處理要求的不斷提高，納濾膜作為水的深度處理中常用的一種方法，已經廣泛的運用到水處理行業，但由于膜表面吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞而形成的膜污染一直制約著膜技術的發展，而常規的化學清洗對膜表面的損傷較大而且清洗的效果十分的有限。聚吡咯和聚苯胺都是一種雜環共軛型導電高分子，通常為無定型黑色固體,以吡咯或者苯胺為單體，經過化學氧化聚合制成導電性薄膜，氧化劑通常過硫酸銨、硫酸等。聚吡咯和聚苯胺都具有優良的電化學性質，其中聚吡咯的電導率可以達到到102s/cm，聚苯胺的電導率9.1s/cm。在制備導電超濾膜過程中，聚吡咯粉末常作為導電添加劑摻雜在膜鑄膜液中，但是導電性能一般，將聚吡咯采用化學氧化表面聚合的方式形成在膜的表面，增強膜的導電性能的研究很少見。PVDF(聚偏氟乙烯)是一種良好的耐酸、耐腐蝕、耐氧化的膜材料，因此PVDF膜材料也廣泛的應用到凈水過程中，但是膜在使用過程中，自身不可避免地受到微粒、膠團及某些溶質分子的污染，導致膜過水通量減小、能耗增高及使用壽命縮短，對膜造成污染，導致通量不可恢復，形成不可逆膜污染。因此對膜污染的清洗使我們必不可少的，而物理沖洗和化學清洗是我們常用的清洗的方式。有研究通過改變膜表面本身的性質來提高膜的清洗效率，但清洗效率有限，如何提高膜污染的清洗效率是我們一直關注的問題。

在不影響水處理膜本身的過濾性能的條件下，為了提高膜的本身的清洗效率，目前主要采用以下幾種手段：第一是在鑄膜液中加入氧化石墨烯，主要的機理是提高膜表面的親水性能，在過濾過程中能有效的提高物理和化學的清洗效率，但引入的某些親水官能團能與污染物上的特征基團形成牢固的價鍵結構造成更嚴重的不可逆膜污染以及親水性的提升效果并不明顯。該方法雖然技術很成熟，操作簡單，但是所制備的膜膜污染清洗效果一般。第二是鑄膜液中加入碳納米管、納米銀、銀離子等，來提高膜表面的電負性，由于電荷相斥的作用來抵抗膜污染，但是由此制備膜的導電性較差，對膜污染的控制和污染物的清洗效果有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于PVDF膜的親水性導電納濾膜及其制備方法，解決了現有技術中存在的納濾膜膜過水通量減小、能耗增高及使用壽命縮短，對膜造成污染，導致通量不可恢復，形成不可逆膜污染的問題。

本發明的另一目的是提供一種基于PVDF膜的親水性導電納濾膜的去污方法。

本發明所采用的第一技術方案是，一種基于PVDF膜的親水性導電納濾膜，包括PVDF超濾膜本體和聚合在PVDF超濾膜本體表面的導電高分子層。

本發明所采用的第二技術方案是，一種基于PVDF膜的親水性導電納濾膜制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、制備鑄膜液：

步驟1.1、將質量百分比為65％～70％的二甲基乙酰胺DMAC、質量百分比為15％～20％的聚偏氟乙烯PVDF和質量百分比為10％～20％聚乙烯吡咯烷酮PVP混合均勻得到鑄膜液，其中，聚乙烯吡咯烷酮PVP作為膜的成孔劑，然后將鑄膜液進行油浴、攪拌均勻后恒溫靜置；