[发明专利]一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜，其特征在于该膜是由聚偏氟乙烯与聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物按照质量比99∶1-60∶40组成，聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物位于膜孔内壁；膜内径为0.1-2.5mm，壁厚0.1-0.5mm，平均孔径30-300nm，在0.05MPa20℃条件下纯水通量为50-1000L/m²h。 

2.根据权利要求1所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜，其特征在于所述的聚合物凝胶指聚(甲基)丙烯酸凝胶或聚4-乙烯基吡啶凝胶。 

3.根据权利要求2所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜，其特征在于所述的聚(甲基)丙烯酸凝胶或聚4-乙烯基吡啶凝胶的粒径为100-300nm。 

4.根据权利要求1所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜，其特征在于所述的金纳米粒子的粒径为5-25nm。 

5.一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤： 

a)PVDF溶液的制备：将PVDF溶解在溶剂中制得15-25Wt％聚偏氟乙烯溶液； 

b)聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物分散液的制备：将聚(甲基)丙烯酸凝胶/金纳米粒子杂化物或聚4-乙烯吡啶凝胶/金纳米粒子杂化物分散在溶剂中，制得15-25Wt％聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物分散液； 

C)制孔剂溶液的制备：将制孔剂溶解到溶剂中，制得15-25Wt％制孔剂溶液； 

d)制备纺丝液：将步骤(a)得到的聚偏氟乙烯溶液，步骤(b)得到的聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物分散液以及步骤(c)得到的制孔剂溶液按质量比99～60∶1～40∶0～20混合，溶解，脱气，得到纺丝液； 

e)芯液制备：使用非溶剂或非溶剂与溶剂混合物制备芯液，其中非溶剂与溶剂的的质量比为100∶0到90∶10； 

f)凝固浴制备：使用非溶剂或非溶剂与溶剂混合物制备凝固浴，其中非溶剂与溶剂的质量比为100∶0到90∶10； 

g)杂化膜制备：采用干-湿纺丝方法，在干纺程0.5-25cm，所述纺丝液的温度50-70℃，所述芯液和凝固浴温度10-30℃条件下，使用上述步骤(e)制备的芯液和上述步骤(f)制备的凝固浴，将上述步骤(d)得到的纺丝液纺制得到所述的中空纤维杂化膜。 

6.根据权利要求5所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物采用如下方法制备： 

a)聚合物凝胶的制备：将聚合物单体(甲基)丙烯酸或4-乙烯基吡啶50g，交联剂MBAA0.5g和引发剂KPS 0.5g溶解在1000mL水，在75℃、氮气保护条件下进行自由基聚合，得到聚(甲基)丙烯酸或聚4-乙烯基吡啶凝胶； 

b)聚合物凝胶/金纳米粒子杂化物制备：在25℃下，将步骤(a)得到的聚(甲基)丙烯酸或聚4-乙烯基吡啶凝胶分散在去离子水中，加入氯金酸1g，用1g硼氢化钠还原，得到聚(甲基)丙烯酸凝胶/金纳米粒子杂化物或聚4-乙烯吡啶凝胶/金纳米粒子杂化物。 

7.根据权利要求5所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的溶剂是N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种。 

8.根据权利要求5所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的制孔剂是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。 

9.根据权利要求5所述的一种聚偏氟乙烯/金纳米粒子杂化中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的非溶剂是水或水与乙醇、甲醇或甘油中的一种按照质量比90∶10的混合物。