[發(fā)明專利]一種用于膜蒸餾的改性聚偏氟乙烯復合膜及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211480738.3 | 申請日： | 2022-11-24 |
| 公開（公告）號： | CN115845638A | 公開（公告）日： | 2023-03-28 |
| 發(fā)明（設計）人： | 林馨平;王國棟;嚴曉菊;楊程煜;姚承志 | 申請（專利權(quán)）人： | 河海大學 |
| 主分類號： | B01D71/34 | 分類號： | B01D71/34;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/36 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 王云 |
| 地址： | 210024 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 蒸餾 改性 聚偏氟 乙烯 復合 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種用于膜蒸餾的改性聚偏氟乙烯復合膜及其制備方法，所述復合膜包括三層，基底層為聚偏氟乙烯，中間層為聚二甲基硅氧烷，頂層為納米材料C60，納米材料C60在聚偏氟乙烯表面形成微納米結(jié)構(gòu)；其制備方法包括以下步驟：(1)將預聚體和固化劑加入有機溶劑中，得到PDMS溶液；將C60加入有機溶劑中，得到C60分散液；(2)將聚偏氟乙烯膜浸漬于PDMS溶液中；(3)將C60分散液抽濾至步驟(2)處理過的聚偏氟乙烯膜上；(4)恒溫固化；采用C60作為疏水性納米材料與低表面能物質(zhì)PDMS協(xié)同對PVDF膜進行改性，顯著提升了PVDF膜在膜蒸餾處理高鹽廢水時的抗?jié)櫇衲芰涂刮廴灸芰Α?/p>
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于膜蒸餾的聚偏氟乙烯膜，特別涉及一種用于膜蒸餾的改性聚偏氟乙烯復合膜及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著世界人口的增加，全球淡水資源消耗量也呈快速增長的趨勢。工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展產(chǎn)生了大量的生產(chǎn)、生活廢水。若能將這些廢水回收再利用，對于現(xiàn)在用水短缺的局面有著重要意義。膜蒸餾技術(shù)(MD)采用疏水膜材料為分離介質(zhì)，以飽和蒸氣壓差作為推動力的分離過程，是一種可以采用低級熱能進行料液濃縮和水回用的膜過程。此項技術(shù)能夠廣泛適用于海水淡化、苦咸水淡化、工業(yè)廢水的處理，并得到高品質(zhì)淡水，同時也能在果汁濃縮、糖液濃縮等對溫度控制有著較高要求的領(lǐng)域上有著較好的效果。膜蒸餾可以利用太陽能、地熱、工廠余熱等低品質(zhì)的熱能。雖然能耗很低，但是膜蒸餾分離技術(shù)卻并沒有被大規(guī)模應用，最主要的原因是其主要采用疏水性的多孔膜，易結(jié)垢的離子在濃縮過程中達到飽和點析出并在膜表面及內(nèi)部生長，進入膜孔的有機物、無機物使得膜變得親水。膜蒸餾用膜作為一層物理氣液屏障，只允許氣體分子通過，正因為如此，膜蒸餾對膜的要求很高，若所用膜疏水性不強，則很快會被潤濕、結(jié)垢，是制約著膜蒸餾技術(shù)工業(yè)化應用的關(guān)鍵問題。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種提高抗?jié)櫇裥阅艿挠糜谀ふ麴s的改性聚偏氟乙烯復合膜；本發(fā)明的第二目的是提供所述的改性聚偏氟乙烯復合膜的制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述的用于膜蒸餾的改性聚偏氟乙烯復合膜，所述復合膜包括三層，基底層為聚偏氟乙烯，中間層為聚二甲基硅氧烷(PDMS)，頂層為納米材料C60，納米材料C60在聚偏氟乙烯表面形成微納米結(jié)構(gòu)。
所述復合膜的水接觸角為135°～150°。
優(yōu)選的，所述C60的膜面負載量0.63mg/cm2～0.94mg/cm2。使用C60膜面負載量過小，則無法在PVDF膜上建立粗糙結(jié)構(gòu)；若使用C60膜面負載量過大，則會使得C60在PVDF膜表面團聚，降低膜通量。
本發(fā)明所述的改性聚偏氟乙烯復合膜的制備方法，包括以下步驟：
(1)將預聚體和固化劑加入有機溶劑中溶解得到PDMS溶液；將C60加入有機溶劑中，制備得到C60分散液；
(2)將聚偏氟乙烯膜浸漬于步驟(1)中得到的PDMS溶液中；
(3)將步驟(1)中制備的C60分散液抽濾至步驟(2)處理過的聚偏氟乙烯膜上；
(4)將步驟(3)中處理過的膜恒溫固化，得到所述改性聚偏氟乙烯復合膜。
PDMS溶液由預聚體、固化劑和溶劑組成，PDMS由預聚體和固化劑按比例組成。
優(yōu)選的，所述PDMS溶液中溶劑為正庚烷。
優(yōu)選的，所述預聚體為聚二甲基-甲基乙烯基硅氧烷，在PDMS溶液中濃度為2.1～3wt％，分子量為118.28。
優(yōu)選的，所述固化劑為聚二甲基-甲基氫硅氧烷，在PDMS溶液中濃度為0.21～0.3wt％，分子量為279.16。
優(yōu)選的，所述固化溫度為60～80℃，固化時間為10～14h。
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