[发明专利]一种高机械强度的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高机械强度的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法，将水热法制备得到的沸石咪唑酯骨架‑8材料加入聚偏氟乙烯铸膜液中，利用非溶剂致相分离法将所述聚偏氟乙烯铸膜液制成所述聚偏氟乙烯混合基质膜。与现有技术相比，本发明具有制备得到的超滤膜机械性能优异、膜的亲水性和水容量较好以及制备方法简单等优点。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其是涉及一种高机械强度的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法。

背景技术

MOFs是一种有机-无机杂化晶体材料，孔隙率高达晶体体积的50％和高的比表面积，MOF是由网状合成产生的，它是在无机(金属离子)和有机配体形成强键的有序结构的过程。沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)是MOF材料的一类，同时具有 MOF材料的所有特点，具有孔径可调节，高的比表面积，此外，沸石咪唑骨架(ZIF-8) 纳米粒子越来越多地被用作添加剂，可以改善膜的性能，因为它们具有良好的结构灵活性、化学和热稳定性、可调节的孔径和表面功能。

中国专利(公开号：CN105709616A)公开了一种耐有机溶剂超滤膜的制备方法、所制备的超滤膜以及该超滤膜的应用。采用交联的方法，使得膜的皮层和支撑层都实现了交联。其结果是所制备的超滤膜具备耐有机溶剂的特点。中国专利(公开号：CN106215720A)公开了一种掺杂石墨烯量子点的耐有机溶剂超滤膜的制备方法、所制备的超滤膜以及该超滤膜的应用。采用共混和交联的方法制备聚酰亚胺超滤膜。其结果是制备出了掺杂石墨烯量子点的耐有机溶剂的聚酰亚胺超滤膜。中国专利(公开号：CN108654405A)公开了一种泪珠状二氧化硅改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备方法。利用浸没沉淀相转化法制成泪珠状二氧化硅聚偏氟乙烯超滤膜。其结果是膜的亲水性改性效果增加，抗污染性提高。庞东旭等使用两亲性嵌段共聚物改性PVDF，通过相转化法制备共混膜，大大地改善了PVDF共混膜表面的亲水性渗透性能，(参见庞东旭.MMA基两亲性高分子的合成及其对PVDF多孔膜改性的研究[D].浙江大学,2010)，这些膜均致力于采用添加剂或者成孔剂改善膜的铜梁，以及膜的亲水性，从而提高膜的截流效果，但是这些膜的机械强度有待提高，膜的机械强度直接影响其使用寿命和应用范围。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高机械强度的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高机械强度的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法，将水热法制备得到的沸石咪唑酯骨架-8材料加入聚偏氟乙烯铸膜液中，利用非溶剂致相分离法(NIPS) 将所述聚偏氟乙烯铸膜液制成所述聚偏氟乙烯混合基质膜。

该制备方法具体包括以下步骤：

(1)水热法制备得到沸石咪唑酯骨架-8材料(ZIF-8)；

(2)聚偏氟乙烯铸膜液的制备

将所述沸石咪唑酯骨架-8材料、添加剂和聚偏氟乙烯(PVDF)混合于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)中，搅拌至溶解完全，静置脱泡，获得所述聚偏氟乙烯铸膜液；

(3)聚偏氟乙烯混合基质膜的制备

将步骤(2)得到的聚偏氟乙烯铸膜液在玻璃板上刮涂均匀，然后将涂有聚偏氟乙烯铸膜液的玻璃板放入凝胶浴进行分相得到所述聚偏氟乙烯混合基质膜。

其中，所述步骤(1)中，所述沸石咪唑酯骨架-8材料的制备方法具体为：将可溶性锌盐溶解于去离子水中获得锌盐溶液，将有机配体溶解于去离子水中获得有机配体溶液，将所述锌盐溶液和有机配体溶液混合，搅拌条件下进行水热反应，反应液经过离心处理获得固体物料，然后将固体物料洗涤、干燥得到沸石咪唑酯骨架 -8材料的颗粒。