[發明專利]一種PVDF微濾膜的改性方法

有效

• 申請號: 202110288307.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112934000B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王宗寶;苗偉俊;王勇
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D61/14
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本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種PVDF微濾膜的改性方法，其具體步驟如下：首先將酶法纖維素在三氟乙酸中加熱溶解得到酶法纖維素溶液；將PVDF微濾膜浸泡于酶法纖維素溶液中，然后取出，并進行真空干燥，得到酶法纖維素涂覆的改性PVDF微濾膜。本發明采用低聚合度纖維素溶液中浸泡的方式，纖維素分子在PVDF微濾膜表面和內壁涂覆均勻，制備方法簡單、易操作、環保；酶法纖維素改性后的PVDF微濾膜具有高水通量、抗蛋白質污染和吸附染料的性能，改性效果顯著，有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種PVDF微濾膜的改性方法。

背景技術

自20世紀60年代第一次采用相轉化法制備分離膜以來，膜分離技術受到了廣泛的關注。聚偏氟乙烯(PVDF)因其優良的耐化學性、機械強度和熱穩定性使其在膜分離領域得到了廣泛應用。但PVDF的表面能極低，因此PVDF膜的可潤濕性較差，具有很強的疏水性，純水通量通常較低。此外，PVDF膜在處理含有天然有機物(如蛋白質)的水溶液時，由于PVDF的疏水性特征，膜表面易于被蛋白質吸附造成膜孔的堵塞，從而降低了PVDF膜的滲透性和最終分離性能，縮短了膜的使用壽命，增加了使用成本，制約了其在膜分離領域的應用范圍。因此，對PVDF膜的進行改性以擴展其在水處理方面的應用，己成為學術界和工業界關注的問題。目前的改性方法有共混改性、表面接枝和表面涂覆等。

中國專利CN 102350232A公開了一種親水性耐污染PVDF共混微濾平片膜及其制備方法。通過PVDF與聚砜共混制備具有高水通量和抗污染能力強的平片膜，但是聚砜的加入降低了PVDF膜的機械性能并且增加了生產成本。

中國專利CN 103357281A公開了一種有效抗蛋白污染的PVDF微濾膜的改性方法。首先通過對PVDF膜表面進行強堿處理，然后將甲基丙烯酸羥乙酯接枝到PVDF膜表面，再與兩親性分子共聚形成具有親水性和抗蛋白污染能力的表面層，最終達到增強PVDF膜抗蛋白污染性能的效果。但是其表面接枝方法處理工藝復雜、操作程序繁瑣，不適合工業化生產。

表面涂覆是提高膜親水性最簡單的一種方法，具有操作簡單、處理周期短和成本低的優點。中國專利CN 110665376A公開了一種利用碳納米管涂覆改性中空纖維膜的制備方法。將制備的碳納米管分散液涂覆在基體膜表面，利用碳納米管的親水性改進膜的水通量和抗污染性能。但是由于碳納米管與基體的結合性較差，導致表面涂覆層極易脫落。因此，需要提升PVDF膜表面親水涂層的強度，有效提升膜的使用壽命。

生物質材料以其可再生、可生物降解、良好的生物相容性和低成本等優勢受到越來越多的關注。纖維素是地球上最豐富的生物質材料，且由于纖維素分子間和分子內的氫鍵，賦予其良好的親水性能。但是由于天然纖維素較高的聚合度使其難以在常規的有機溶劑中溶解，無法實現其在PVDF微濾膜表面分子級別的均勻涂覆。因此，只能以共混的方式加入到PVDF中制備復合膜。中國專利CN 111617639A公開了一種生物質纖維素改性PVDF中空纖維微濾膜及其制備方法和應用。首先采用強酸處理生物質制備纖維素，再將纖維素在特定的有機溶劑中分散，然后與PVDF共混制備具有高水通量和強抗污性能的PVDF改性膜，其制備步驟繁瑣耗時。