[發明專利]一種改性的PVDF膜及制備方法

有效

• 申請號: 202011009726.3
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112058099B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 李慧軍;徐周慶;閆玲玲;劉憲云;畢寧
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/40;B01D17/04;C02F1/32;C02F1/44;C02F1/72;B01J31/22;C02F101/30
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

1.一種改性的PVDF膜，其特征在于：該膜以玻璃纖維為骨架，PVDF為主體，GO@MIL-101-NH₂為核心，PVDF和GO@MIL-101-NH₂（Fe）均勻分布在玻璃纖維的骨架中；

所述GO@MIL-101-NH₂（Fe）和PVDF的質量比為0.1：4；

所述改性的PVDF膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備氧化石墨烯：使用改良的Hummers法制備氧化石墨烯；

（2）制備GO@MIL-101-NH₂（Fe）復合材料：采用一鍋法制備GO@MIL-101-NH₂（Fe）；

（3）制備復合膜：將GO@MIL-101-NH₂（Fe）分散到二甲基乙酰胺中，超聲處理，加入聚偏氟乙烯（PVDF），攪拌，直至溶液變的均勻和粘稠，得到粘性液體，將粘性液體均勻涂在玻璃纖維布上，噴灑去離子水使其凝結成膜，干燥，然后在玻璃纖維布另一側均勻涂抹粘性液體，干燥，即得；

步驟（1）所述改良的Hummers法，包括以下步驟：

低溫階段：將石墨粉和硝酸鈉溶解在混合酸溶液中，在20℃以下攪拌0.5 h，保持20℃以下的溫度然后緩慢加入7g高錳酸鉀，攪拌1h；

中溫階段：將溫度升至35℃，攪拌2h，然后將溶液緩慢加入150ml冰水中；

高溫階段：將溫度升至90℃，連續加熱20min后，溶液呈棕黃色并產生紅色煙霧，停止加熱并在不斷攪拌下逐滴加入5ml質量分數為30％的H₂O₂，直到溶液變成金黃色；

使所得溶液靜置過夜，傾析上清液，將下部混濁的液體離心，并用質量分數為30％HCl洗滌所得固體，直到上清液和氯化鋇溶液混合后未出現白色沉淀，接下來，用去離子水將固體洗至中性，然后將所得固體真空干燥；

所述混合酸溶液為濃H₂SO₄和濃H₃PO₄的混合酸，濃H₂SO₄和濃H₃PO₄的體積比為9：1，步驟（1）中的離心條件為12000rpm、10min；

步驟（2）采用一鍋法制備GO@MIL-101-NH₂（Fe），包括以下步驟：向N-N-二甲基甲酰胺中添加FeCl₃·6H₂O，然后添加2-氨基對苯二甲酸，超聲處理使其溶解，加入氧化石墨烯粉末，每2.48 mmol FeCl₃·6H₂O加入0.1g氧化石墨烯，將該溶液轉移至250 ml圓底燒瓶中，并在100-130℃油浴鍋中加熱18-22h，反應后，將其自然冷卻至室溫，并通過離心獲得粗產物，將粗產物用乙醇和N-N-二甲基甲酰胺洗滌并離心，將最終產物干燥，并進行8 h的純化處理，純化后的深棕色產品為GO@MIL-101-NH₂（Fe），最后將其完全研磨并用瑪瑙研缽收集。

2.根據權利要求1所述的一種改性的PVDF膜，其特征在于，步驟（2）中的離心條件為8000rpm、3min。

3.根據權利要求1所述的一種改性的PVDF膜，其特征在于，步驟（3）中GO@MIL-101-NH₂（Fe）、二甲基乙酰胺和聚偏氟乙烯的質量比為0.1：20：4，粘性液體均勻涂在玻璃纖維布上，干燥后每平方厘米為20-30mg。

4.一種如權利要求1所述的改性的PVDF膜的應用，其特征在于，所述膜用于同時進行油水分離和四環素類有機物的光催化降解。