[發明專利]一種超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011284755.0
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112604514B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 申向;劉秋菊;劉鵬
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D17/022
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開一種超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜及其制備方法和應用，所述復合膜由聚四氟乙烯顆粒和聚偏氟乙烯膜復合而成；制備方法包括：將溶有聚偏氟乙烯的鑄膜液靜置脫泡后滴加于玻璃板上刮制液膜，所得涂有液膜的玻璃板浸沒在分散有聚四氟乙烯顆粒的凝固浴中固化，通過浸沒相轉化法制備超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜。本發明提供的超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜對氯仿，甲苯和異辛烷等乳液均具有較好的分離效果，截留率均高于99.8％，具有優異的耐酸堿性，可作為酸性或堿性油水混合物的分離材料進一步開發使用。

技術領域

本發明涉及膜技術領域，具體涉及一種超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜及其制備方法和應用。

背景技術

含油廢水大量地產生于食品加工、石油化工等領域中。如果含油廢水不經過處理而直接排放到環境中會造成嚴重的生態問題，例如排放在河流中的廢油會導致水體富營養化，水生生物死亡，嚴重污染環境。如何高效地實現對含油廢水的處理是亟待解決的問題。在含油廢水的處理技術中，膜技術是近年來發展起來的一種分離方法，具有分離效率高，能耗低，易于操作、無二次污染等優點。利用膜材料的選擇分離特性可處理各種含油廢水體系，特別是能較好地實現水包油及油包水乳液的分離與純化。由于水和油的表面張力相差很大，在膜分離過程中，水和油浸潤性不同的膜材料可以選擇性對一相吸附，對另一相排斥。因此，親水-疏油膜與疏水-親油膜材料均可實現油水分離操作，而增強膜表面對某一相的浸潤性，可以顯著提高分離效率。

關于油水分離膜的研究中，超疏水/超親油型分離膜是研究的熱點問題，并已有較多的研究成果。中國發明專利CN109126205A公開了一種的油水分離膜，首先制備了聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的紡絲液，然后將γ-氨丙基三乙氧基硅烷處理的碳納米管分散于上述溶液中，滴加不良溶劑促進相分離，再滴加到基片上制得碳納米管均勻分散的表面粗糙的PS/PMMA仿生多孔膜。最后將多孔膜浸沒于1H,1H,2H,2H-全氟癸基硫醇的乙醚溶液中，使多孔膜的表面修飾含氟基團。最終得到復合膜具有超疏水性能，但是該方法制備過程涉及到較為復雜的化學改性過程，工藝較為復雜。Wei等[Journal ofMembraneScience 555(2018)220–228]制備了一種超疏水聚偏氟乙烯(PVDF)復合膜。將PVDF粉末溶解于二甲基甲酰胺溶劑中，在玻璃板上刮制液膜后，浸沒于含有不同二氧化硅(SiO₂)納米顆粒濃度的醇水混合凝固浴中固化、成型。該方法存在的缺陷是，所采用的納米顆粒與膜材料的相容性較差，相互作用力較弱，在應用過程中膜性能穩定較差。

綜上所述，現有超疏水油水分離膜的制備技術，存在納米顆粒在基膜結構上穩定性差，工藝繁雜等問題。因此，開發一種工藝操作簡單且高效的超疏水復合膜制備技術有重要的意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜及其制備方法和應用，以解決現有納米粒子改性超疏水聚偏氟乙烯膜性能穩定性差、工藝復雜的不足。

本發明提供一種超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜，由聚四氟乙烯顆粒和聚偏氟乙烯膜復合而成。

進一步地，所述聚四氟乙烯顆粒的粒徑為500nm-1600nm。

本發明還提供上述超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜的制備方法，包括以下步驟：將溶有聚偏氟乙烯的鑄膜液靜置脫泡后滴加于玻璃板上刮制液膜，所得涂有液膜的玻璃板浸沒在分散有聚四氟乙烯顆粒的凝固浴中固化，通過浸沒相轉化法制備超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜。

進一步地，所述溶有聚偏氟乙烯的鑄膜液中聚偏氟乙烯的質量分數為12％-25％。

進一步地，所述凝固浴中聚四氟乙烯顆粒的質量分數0.1％-1.5％。

進一步地，所述固化時間0.5-24h，固化完成后從凝固浴中取出并轉移至純水中浸泡洗滌至少24h，取出晾干得到所述超疏水聚偏氟乙烯油水分離復合膜成品。