[發(fā)明專利]一種單寧酸與明膠親水涂層的膜的制備方法

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• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111760469A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪濟奎;肖俊;嚴輝;周佳;趙忠華
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00;B01D17/00;B29D7/01
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一種單寧酸與明膠親水涂層的膜的制備方法，屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先巧妙地選用了具有多羥基的單寧酸為主要成分，以綠色天然無毒的明膠和單寧酸發(fā)生的邁克爾加成反應(yīng)所形成親水層物質(zhì)，然后以PVDF，PTFE，PP，銅網(wǎng)等為基底，采用浸泡沉淀的方法，合成親水膜。采用此法制備復(fù)合膜，合成工藝綠色無毒，簡單操作，組分均勻分散，親水物質(zhì)與基底的黏附性好，其表面性能方面具有顯著的改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單寧酸與明膠親水涂層的膜的制備方法，屬于分離膜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

經(jīng)過37億年的進化和自然選擇，自然界中的動植物巧妙地履行了各種引人入勝的功能，以響應(yīng)和適應(yīng)復(fù)雜的自然環(huán)境交互過程中的變化方面實現(xiàn)優(yōu)化的性能。其中具有特定潤濕性的生物啟發(fā)型多尺度功能材料的進展極為顯著。從選定的天然表面開始，引入具有特定潤濕性的人造生物啟發(fā)表面，重點是結(jié)構(gòu)特征和宏觀特性之間的協(xié)作，包括荷葉啟發(fā)的超疏水表面，魚鱗啟發(fā)的超親水/水下超疏油表面，微浮生物啟發(fā)的超疏油表面，以及豬籠草（捕蟲草）啟發(fā)了光滑的液體注入多孔表面（SLIPS），以及其它將特殊潤濕性與機械性能，光學性能和液滴的單向傳輸結(jié)合起來的多功能表面。現(xiàn)今改性膜的領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，可以有效解決膜污染及膜分離等領(lǐng)域的問題。改性膜技術(shù)，即親水涂層改性在膜分離改性技術(shù)中占有很大的比重，因為親水涂層相比親油涂層，可以降低膜污染，對于現(xiàn)今的油水污染物理分離領(lǐng)域具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種單寧酸與明膠親水涂層的膜的制備方法，單寧酸與明膠發(fā)生邁克爾加成，吸附在基底膜上，通過物質(zhì)量控比，能夠有效改變基膜的表面性質(zhì)，潤濕性能。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種單寧酸與明膠親水涂層的膜的制備方法，包含下述步驟：

（1）基底膜的預(yù)處理：將基膜浸泡于容積比2：1的去離子水和乙醇的混合溶液中，超聲振蕩20分鐘，目的是清除膜的污染物及其雜質(zhì)，用蒸餾水沖洗三次，然后置于40度烘箱中，烘干；

（2）單寧酸與明膠的親水層的合成：將明膠與單寧酸按質(zhì)量比1：1的配比，制成均勻溶液，溶于一定量的Tris溶液中， 將步驟（1）中預(yù)備的膜，用無水乙醇預(yù)濕后，置于上述的溶液中，浸泡6小時，此時混合溶液處于輕微攪拌狀態(tài)；

（3）膜的后處理：從步驟（2）中取出膜，用蒸餾水和乙醇分別沖洗三次，然后置于紙巾上吸干，自然環(huán)境下放置2小時，得到具有親水性的改性膜層。

步驟（1）（2）（3）中所述的膜選用為疏水親油膜底系列，如PVDF，PP，PTFE，織物，銅網(wǎng)等。

步驟（1）所述的清洗膜的超聲粉碎機振蕩頻率在20-40KHz。

步驟（2）中所述一定量的Tris溶液物質(zhì)量濃度是50mM。

步驟（2）中所述混合溶液的轉(zhuǎn)速是100-200r/min。

步驟（2）中所述用無水乙醇預(yù)濕步驟在于，將膜浸于無水乙醇溶液，多余的乙醇用紙吸干。

步驟（2）中所述親水涂層制備過程中始終保持室溫。

步驟（3）中所述改性膜也可以用于油水分離領(lǐng)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：巧妙地選用了綠色無毒的明膠和天然的單寧酸為原料，在堿性環(huán)境中，發(fā)生邁克爾加成聚反應(yīng)，而附著在基底膜上，實現(xiàn)了對基底表面原本界面的性質(zhì)的改變，改變其原本的表面性能，合成了具有親水性質(zhì)的涂層膜。相較于單一的明膠或者單寧酸改性，該種方法兩者的協(xié)同效用，有利于單寧酸與明膠反應(yīng)產(chǎn)物的黏附，單寧酸的多羥基和明膠的各氨基團有效地保證了膜的親水性，與其他工藝相比，合成工藝簡潔，簡單，組分單一。且有利于材料表面潤濕性的改善，更可以用于油水分離領(lǐng)域。該過程中所涉及方程式如下：

具體實施方式