[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

本發明公開了一種改性的PVDF膜及制備方法，屬于膜分離技術領域，該膜以玻璃纖維為骨架，PVDF為主體，GO@MIL?101?NH₂為核心，所述方法為首先制備氧化石墨烯，然后采用一鍋法制備GO@MIL?101?NH₂(Fe)，再制備復合膜。本發明制備的膜既能進行油水分離，同時又能對乳狀液中四環素類有機物進行光催化降解，與現在的技術相比，制備過程簡單，原料易得，能夠大規模制備，而且材料能夠多次重復利用。

技術領域

本發明涉及膜分離技術和光催化技術領域，特別是涉及一種改性的PVDF膜及制備方法。

背景技術

膜分離技術因具有結構簡單、操作方便、能分離水中各類物質、且能在常溫下進行操作，具有環保節能、低能耗、低成本等優勢，在國內外受到了廣泛的青睞。膜材料是膜分離技術的基礎，是膜技術能否實現工業化的關鍵因素。然而，在膜分離過程中容易產生嚴重的膜污染(有機物污染、無機物污染、生物污染)，導致膜阻力增大及膜通量下降進而導致出水水質惡化。需要加大曝氣量、頻繁清洗，這造成能耗的提高、膜壽命的下降，提高了水處理的成本。因此，膜污染現象，尤其是膜生物污染，是膜分離技術在飲用水及污、廢水處理中廣泛應用的主要障礙。

目前，膜處理技術中常用的膜材料為聚合物膜材料，聚偏氟乙烯(PVDF)因具有優良的化學穩定性、耐輻射性、耐熱性和易成膜等特性，被制成超濾膜產品廣泛應用于水處理領域。但由于其表面能低，制得的膜親水性差，在水處理過程中易被水中的雜質污染，使膜水通量減小且不能恢復，導致在水處理運行過程中，聚偏氟乙烯超濾膜存在易污染、反沖洗、耐磨性差和停機清洗時間較多等問題，極大的限制了其在水廠的推廣和使用。而且目前的分離膜只能進行油水分離，不能降解其中的有機物，亦限制了其應用。

隨著社會的發展，抗生素越來越被大量使用，導致我國主要的河流都受到抗生素不同程度的污染，黃河、淮河、長江流域的抗生素含量也較高，其抗生素的濃度都在毫克每升的級別。在環境中的抗生素對環境存在潛在風險。殘留抗生素使細菌產生耐藥性和耐藥基因，不但對人和動物的健康造成威脅，還會擾亂環境中的微生物種群關系，同時植物的生長發育也會受到影響，從而使生態系統平衡被擾亂。四環素類抗生素是一類廣譜抗生素，主要使用方式為在動物飼料中添加亞治療劑量的該藥劑。并由于其價格低廉，四環素作為獸藥被廣泛使用于動物治療方面。四環素類抗生素大量使用造成環境污染，對其生物降解機理和降解方法研究日益增多且逐漸深入，光催化是目前比較有效的簡單的降解方法，但是研究中注重催化劑光催化效果，往往會忽略對催化劑的回收和循環利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種GO@MIL-101-NH₂和玻璃纖維混合改性的PVDF膜及其制備方法，所述膜既能進行油水分離，同時能對乳狀液中四環素類有機物進行光催化降解。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種改性的PVDF膜，該膜以玻璃纖維為骨架，PVDF為主體，GO@MIL-101-NH₂(Fe)為核心。

作為本發明的進一步改進，所述PVDF和GO@MIL-101-NH₂的(Fe)、PVDF和DMA的質量比為0.1：4：20，其中DMA是作為PVDF的溶劑，使得PVDF溶解為粘稠狀液體，當PVDF：DMA的質量比為1：5時，粘稠度比較合適。

本發明還提供一種所述的GO@MIL-101-NH₂(Fe)和玻璃纖維混合改性的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)；