[發明專利]一種聚偏氟乙烯疏松納濾膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011211463.4
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112516817B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 邵會菊;康冬冬;秦舒浩;董小亮;秦青青;武曉;楊園園
• 申請（專利權）人: 貴州省材料產業技術研究院
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/44;C02F101/30
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發明提供了一種聚偏氟乙烯疏松納濾膜，其特征在于，按質量百分比計，所述疏松納濾膜的原料包括PVDF，SMA，CNTs和功能性單體，其中，所述PVDF的含量為51?98.79wt％，所述SMA的含量為1?41wt％，所述CNTs的含量為0.01?2wt％和功能性單體的含量為0.2?6wt％。通過共混改性后膜的親水性能雖然提高，但截留性能變化不大，本發明采用PEI/三乙醇胺對膜進行進一步的交聯，在提高膜的親水性的同時，膜能夠實現染料的高截留，對鹽的低截留，能夠有效的實現染料脫鹽。

技術領域

本發明高分子膜技術領域，特別涉及一種聚偏氟乙烯疏松納濾膜及其制備方法和應用。

背景技術

目前，紡織、印染、制革等行業產生了大量含有有機染料和無機鹽的工業廢水，在對這些廢水進行處理的過程中，無機鹽的存在影響了對有機染料的純化和回收利用。

與傳統的廢水處理方法化學氧化、物理吸附、生物方法等相比，膜分離技術具有能耗低，分離效率高、可以持續運行操作等優點。聚砜、聚醚砜、聚酰胺、纖維素等分離膜已經被廣泛的應用于污水中有機染料和無機鹽的分離。但是膜分離技術在處理含有分子量小于2000的有機染料和鹽的廢水時，仍然存在一些難以解決的問題。聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的機械強度、化學穩定性和熱穩定性等優點，是一種優選的膜材料。但是，常用的PVDF膜的孔尺寸較大，不能實現對上述廢水的有效分離；表面能較低，疏水性能強，在水處理過程中需要較高的跨膜壓力并且容易導致膜污染。

一般通過共混改性和表面改性的方式來提高膜的親水性能和抗污染性能。雖然共混改性簡單、方便，可以一步實現對分離膜進行改性，但其不能顯著改善膜的截留性能；表面改性通常在提高截留性能的同時會降低膜的滲透通量。因此，開發一種可以高效地實現工業廢水中有機染料和鹽的有效分離并具有優異的滲透性能的PVDF疏松納濾膜具有十分重要的意義和良好的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高性能的PVDF疏松納濾膜及制備方法，實現對染料分子有高的截留，對鹽有低的截留，同時具有高的滲透通量等優點。

針對上述問題，本發明中，先采用兩親性共聚物和功能化碳納米管與PVDF進行共混，一方面調控復合膜的微觀結構，增強分離膜中的納米通道和滲透性能；另一方面兩親性共聚物和功能化碳納米管在膜形成過程中向膜表面進行偏析，不但可以增強膜表面的親水性，而且可以為后續的表面交聯改性提供反應活性點，從而提高膜的截留性能。

具體來說，本發明提出了如下技術方案。

本發明提供了一種聚偏氟乙烯疏松納濾膜，按質量百分比計，所述疏松納濾膜的原料包括PVDF，SMA，CNTs和功能性單體，其中，所述PVDF的含量為51-98.79wt％，所述SMA的含量為1-41wt％，所述CNTs的含量為0.01-2wt％和功能性單體的含量為0.2-6wt％。

優選的，其中，所述PVDF的含量為53-96wt％，所述SMA的含量為3-39wt％，所述CNTs的含量為含量為0.03-1.5wt％和功能性單體的含量為0.4-5wt％；

優選的，所述疏松納濾膜對剛果紅的截留率＞99％，對甲基藍的截留率＞95％，對酸性品紅的截留率＞90％，對二價鹽的截留率＜5％；對一價鹽的截留率＜1％；

更優選的，所述疏松納濾膜滲透通量＞300L/m²h；

進一步優選的，所述功能性單體為聚乙烯亞胺和/或三乙醇胺。

本發明還提供了上述的疏松納濾膜的制備方法，其中，包括如下步驟：

步驟1：將PVDF，SMA，CNTs和致孔劑A進行干燥預處理；

步驟2：將步驟1處理后的PVDF，SMA，CNTs和致孔劑A溶于有機溶劑B，進行溶解，脫泡，得到均一透明的鑄膜液；