[發明專利]一種親水性PVDF復合超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310353800.7
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103394295A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 邵路;常曉晶;姜再興
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種膜及其制備方法，具體涉及一種PVDF復合超濾膜及其制備方法。

背景技術

地球上約97%的水是海水，淡水只占地球總水儲量的2.5%。經濟發展，人口增長，環境污染等問題對淡水資源產生極大的需求，水資源的匱乏和日益嚴重的水污染已成為制約社會進步和經濟發展的瓶頸，解決這一難題，對我國可持續發展是非常迫切的和極其重要的。超濾技術由于其操作簡捷，易自動化，對渾濁液、有機物（如腐殖質物質）、賈第蟲和病毒等有較高的去除率，在飲用水生產方面被廣泛認為是一種非常有前景的技術。超濾膜的孔徑在之間，在重力或泵提供的跨膜壓力下，水源通過過濾將大部分細菌和病毒移除。

作為超濾膜材料之一的聚偏氟乙烯（簡稱為PVDF）因其優良的耐熱性、機械性能、耐輻射性、化學穩定性等，在分離膜應用領域有極大的潛力。然而PVDF的表面能非常低，潤濕性能較差，強疏水性極大的降低了純水通量。疏水的PVDF膜容易被含有天然有機物質（如蛋白質）的待處理溶液所污染，蛋白質等物質易吸附在膜表面或堵塞膜孔，導致滲透通量和分離性能的降低，減小膜的使用壽命，維護膜組件的操作費用升高。現有PVDF超濾膜的純水通量為30L/m².h左右，蛋白質的截留率為85%，膜物理清洗后恢復通量為40%，因此，需要對PVDF膜進行改性，以提高膜的親水性和抗污染能力。

發明內容

本發明是要解決現有的PVDF超濾膜疏水性強、抗污染能力弱導致其表面易吸附蛋白質等污染物，從而PVDF超濾膜的使用壽命降低的問題，而提供一種親水性PVDF復合超濾膜及其制備方法。

本發明一種親水性PVDF復合超濾膜由PVDF、多巴類助劑與端環氧PEO的反應產物共混制備而成；所述的親水性PVDF復合超濾膜純水通量為193L/m².h～193.7L/m².h，蛋白質的截留率為96.1%～98.7%，膜物理清洗后恢復通量為84%～88%。

上述親水性PVDF復合超濾膜的制備方法，按以下步驟進行：

一、將多巴類助劑溶于溶劑中，再加入端環氧PEO，攪拌混合均勻后得到混合溶液；所述的多巴類助劑與溶劑的摩爾比為1:(50～250)；所述的端環氧PEO與多巴類助劑的摩爾比為1:(0.5～2)；

二、向步驟一得到的混合溶液中加入PVDF粉末，在溫度為50℃～95℃的條件下攪拌反應18h～36h，得到共混鑄膜液；所述的共混鑄膜液中PVDF的質量分數為12wt%～20wt%；

三、將步驟二得到的共混鑄膜液靜置至無氣泡后，用刮刀均勻涂覆到玻璃板上，得到載有涂層厚度為130μm～160μm的玻璃板，利用浸沒沉淀相轉化法在玻璃板上得到親水性PVDF復合超濾膜，然后將親水性PVDF復合超濾膜從玻璃板上取下，即得到親水性PVDF復合超濾膜。

本發明的優點：一、本發明利用具有生物粘附特性及反應性官能團的多巴類助劑與親水性的端環氧PEO的反應產物與PVDF共混，利用浸沒沉淀相轉化法制備出具有高親水性的PVDF復合超濾膜；二、本發明操作簡單，改善效果好，得到了具有親水性強的PVDF復合超濾膜，使其親水性能、抗蛋白質吸附能力增強，避免大量蛋白質等污染物累積造成的膜使用壽命降低，具有較大應用前景；三、本發明制備的親水性PVDF復合超濾膜與現有PVDF超濾膜相比，純水通量從30L/m².h提高到193L/m².h～193.7L/m².h，蛋白質的截留率從85%提高到96.1%～98.7%，膜物理清洗后恢復通量從40%提高到84%～88%，選擇層致密，性能穩定，操作方法簡單；四、本發明制備的親水性PVDF復合超濾膜適用于污水凈化、海水淡化等水分離領域。

附圖說明

圖1為試驗一制備的親水性PVDF復合超濾膜的斷面SEM圖；

圖2為試驗一的對照組一制備的PVDF與端環氧PEO共混超濾膜的斷面SEM圖；

圖3為試驗一的對照組二制備的PVDF與多巴類助劑共混超濾膜的斷面SEM圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式一種親水性PVDF復合超濾膜由PVDF、多巴類助劑與端環氧PEO的反應產物共混制備而成；所述的親水性PVDF復合超濾膜純水通量為193L/m².h～193.7L/m².h，蛋白質的截留率為96.1%～98.7%，膜物理清洗后恢復通量為84%～88%。