[发明专利]一种多孔纳米材料共混改性膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种多孔纳米材料共混改性膜及其制备方法，涉及膜材料技术领域。包括以下步骤：S1.共混：按照重量百分比为10～25％的聚偏氟乙烯/聚醚砜、3～15％聚乙烯吡咯烷酮、0.2～2％的多孔纳米材料和70～80％的二甲基乙酰胺称取原料，然后充分混合、搅拌、静置得到铸膜液；所述多孔纳米材料包括气相白炭黑、纳米海泡石和纳米凹凸棒土；S2.制膜：将所述铸膜液冷却至室温后，制膜，干燥，制得多孔纳米材料共混改性膜。该多孔纳米材料共混改性膜将多孔纳米材料气相白炭黑、纳米海泡石和纳米凹凸棒土对聚合物进行改性而制备出相应的膜材料，大幅度增加聚合物膜材料的纯水通量，且改善了力学性能。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，具体涉及一种多孔纳米材料共混改性膜及其制备方法。

背景技术

随着人们生产生活的需要和全球科学技术的发展，膜材料已经由最初的最简单的包装膜发展到了高分子功能膜。已应用的领域有空气的净化、污水废水的处理、海水的淡化、人工脏器的制造等各个方面。改革开放40年里，我国的工业发展非常迅速，已经跻身世界制造业大国，随着经济的发展，生产时所产生的污染也随着增加。由于全国制造业涉及各个领域，造成污染的物质的尺寸也越来越广，有的大到几十微米，有的却小到几十纳米，如此大尺寸差就造成常规的过滤膜材料已经起不到很好的效果。过滤小尺寸污染物的微孔膜材料，由于过滤孔太过细小，造成该类型膜材料的纯水通量就变得很低，过滤的效率大大的减慢。因而需要对聚合物膜材料进行改性，使其更好地过滤或吸附小尺寸的粒子或增加其纯水通量。

最近几年高聚物膜材料的应用越来越广泛，使用过程中也发现了目前的膜材料存在很多的问题，其中最为突出的问题就是大多数分离膜材料的纯水通量都很低。纳米材料的尺寸一般在几十纳米到几百纳米，由于其粒径特别小，就会产生一些特殊的热力学、电磁学和光化学等特性^1]。相比于一般的纳米材料，多孔纳米材料由于不仅尺寸小，其表面还有很多的孔隙，因此就具有很大的比表面积和较高的吸附性等优良性能。已经广泛地应用于空气净化，污水处理和催化载体等一系列领域。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种多孔纳米材料共混改性膜的制备方法，将多孔纳米材料气相白炭黑、纳米海泡石和纳米凹凸棒土对聚合物进行改性而制备出相应的膜材料，大幅度增加聚合物膜材料的纯水通量，且改善了力学性能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多孔纳米材料共混改性膜的制备方法，包括以下步骤：

S1.共混：按照重量百分比为10～25％的聚偏氟乙烯/聚醚砜、3～15％聚乙烯吡咯烷酮、 0.2～2％的多孔纳米材料和70～80％的二甲基乙酰胺称取原料，然后充分混合、搅拌、静置得到铸膜液。

所述多孔纳米材料包括气相白炭黑、纳米海泡石和纳米凹凸棒土。

S2.制膜：将所述铸膜液冷却至室温后，制膜，干燥，制得多孔纳米材料共混改性膜。

优选的，步骤S1中，所述搅拌为先低速搅拌10～20min后，然后加速搅拌，搅拌2.0～ 3h，所述低速搅拌为50r/min，所述高速搅拌为200r/min。

优选的，步骤S1中，将纳米海泡石先进行改性处理，所述改性处理过程为：将纳米海泡石放入等离子体处理仪中，在等离子放电频率为30～50KHz、压强为25～40Pa和氮气气体流速为25～35mL/s的条件下处理2～10min。

优选的，步骤S1中，所述静置为在70～80℃恒温水浴锅中静置4～6h，以脱除搅拌时产生的气泡。

优选的，所述多孔纳米材料按照重量份包括气相白炭黑0～10份、纳米海泡石1～20份和纳米凹凸棒土0～10份。

优选的，所述多孔纳米材料按照重量份包括气相白炭黑5份、纳米海泡石10份和纳米凹凸棒土5份。