[发明专利]一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜,包括聚偏氟乙烯基膜本体和聚合在聚偏氟乙烯基膜本体上的亲水性聚合物，其结构如式(I)所示。本发明还提供了制备方法，包括：步骤1：首先将聚乙烯醇溶液置于水浴锅中然后逐滴加环氧氯烷(ECIP)，制备得到ECIP改性的PVA；步骤2：保持反应温度为100℃，在上述体系中加入苯胺，反应4h。然后将体系置于冰水浴中即得到改性的ECIP/PVA/PANI分散液；步骤3：将改性的ECIP/PVA/PANI分散液置于冰水浴中，在烧杯内垂直放入经过去离子水清洗过的PVDF基片，得到亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜。本发明研究通过在聚偏氟乙烯膜与亲水聚合物结合，改善聚偏氟乙烯膜本身的性质来提高膜的清洗效率，减少纳滤膜污染。

技术领域

本发明属环保材料技术领域，具体涉及一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜及其制备方法。

背景技术

随着水处理要求的不断提高，膜分离技术逐渐已广泛运用到水处理行业中。膜分离是利用膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动下，对混合物中各组分进行分离、分级、提纯和富集的方法。其中纳滤膜是膜分离处理中最常用的一种，其通常由PVDF(聚偏氟乙烯)合成，PVDF是一种良好的耐酸、耐腐蚀、耐氧化的膜材料，但是膜在使用过程中，自身不可避免地受到微粒、胶团及某些溶质分子的污染，导致膜过水通量减小、能耗增高及使用寿命缩短，对膜造成污染，导致通量不可恢复，形成不可逆膜污染。

目前国内纳滤膜的清洁方式主要通过清洁装置或物理方法来避免膜污染，如CN110038457A中介绍了一种抗污染光催化自清洁纳滤膜及其制备方法，将具有光催化活性的碳量子点对纳滤膜进行改性后，使纳滤膜在可见光下具有了自清洁性能。然而该方法只能适用在可见光条件下，应用范围较窄，实用性不高。中国专利CN209507812U介绍了一种提高水资源回收率和降低能耗的纳滤膜装置，其中，水通过多组纳滤管出至右密封板右侧的内腔内部并依次经过右开口、第三连接斗和第三水管流至外界。该装置安装繁琐，且水经过多重装置才能进行对完成清洁过程，使得纳滤膜的清洁效率低。

因此，现有的纳滤膜清洁效率低，应用范围较窄且实用性不高成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明制备得到一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜及其制备方法，区别于现有的物理清洗方式，本发明研究通过在聚偏氟乙烯膜与亲水聚合物结合，改善聚偏氟乙烯膜本身的性质来提高膜的清洗效率，减少纳滤膜污染。

本发明的目的在于提供一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜。

本发明的另一目在于是提供上述亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜及其制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜，其包括聚偏氟乙烯基膜本体和聚合在聚偏氟乙烯基膜本体上的亲水性聚合物；所述亲水性聚合物的结构式如式(I)所示：

其中，n＝300-500。

本发明还提供了一种亲水性聚偏氟乙烯纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：首先将聚乙烯醇溶液置于水浴锅中，以转速300-500r/min进行搅拌；然后在聚乙烯醇溶液中加入氢氧化钾溶液，并逐滴加入环氧氯烷，保持温度为100-102℃并在pH稳定至10-11后反应2-3h，用盐酸溶液将体系pH调为7，制备得到质量分数为20％-40％的ECIP改性PVA；

步骤2：在所述ECIP改性PVA中加入苯胺在100-105℃下进行交联反应4-5h，其中，所述ECIP改性PVA与所述苯胺的固含量比值为(1:2)-(2:1)，所述改性ECIP/PVA/PANI分散液中亲水性聚合物的结构式如式(I)所示，