[发明专利]一种单宁酸与明胶亲水涂层的膜的制备方法

说明书

一种单宁酸与明胶亲水涂层的膜的制备方法，属于膜分离技术领域。本发明首先巧妙地选用了具有多羟基的单宁酸为主要成分，以绿色天然无毒的明胶和单宁酸发生的迈克尔加成反应所形成亲水层物质，然后以PVDF，PTFE，PP，铜网等为基底，采用浸泡沉淀的方法，合成亲水膜。采用此法制备复合膜，合成工艺绿色无毒，简单操作，组分均匀分散，亲水物质与基底的黏附性好，其表面性能方面具有显著的改善。

技术领域

本发明涉及一种单宁酸与明胶亲水涂层的膜的制备方法，属于分离膜技术领域。

背景技术

经过37亿年的进化和自然选择，自然界中的动植物巧妙地履行了各种引人入胜的功能，以响应和适应复杂的自然环境交互过程中的变化方面实现优化的性能。其中具有特定润湿性的生物启发型多尺度功能材料的进展极为显著。从选定的天然表面开始，引入具有特定润湿性的人造生物启发表面，重点是结构特征和宏观特性之间的协作，包括荷叶启发的超疏水表面，鱼鳞启发的超亲水/水下超疏油表面，微浮生物启发的超疏油表面，以及猪笼草（捕虫草）启发了光滑的液体注入多孔表面（SLIPS），以及其它将特殊润湿性与机械性能，光学性能和液滴的单向传输结合起来的多功能表面。现今改性膜的领域得到了快速发展，可以有效解决膜污染及膜分离等领域的问题。改性膜技术，即亲水涂层改性在膜分离改性技术中占有很大的比重，因为亲水涂层相比亲油涂层，可以降低膜污染，对于现今的油水污染物理分离领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单宁酸与明胶亲水涂层的膜的制备方法，单宁酸与明胶发生迈克尔加成，吸附在基底膜上，通过物质量控比，能够有效改变基膜的表面性质，润湿性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：一种单宁酸与明胶亲水涂层的膜的制备方法，包含下述步骤：

（1）基底膜的预处理：将基膜浸泡于容积比2：1的去离子水和乙醇的混合溶液中，超声振荡20分钟，目的是清除膜的污染物及其杂质，用蒸馏水冲洗三次，然后置于40度烘箱中，烘干；

（2）单宁酸与明胶的亲水层的合成：将明胶与单宁酸按质量比1：1的配比，制成均匀溶液，溶于一定量的Tris溶液中， 将步骤（1）中预备的膜，用无水乙醇预湿后，置于上述的溶液中，浸泡6小时，此时混合溶液处于轻微搅拌状态；

（3）膜的后处理：从步骤（2）中取出膜，用蒸馏水和乙醇分别冲洗三次，然后置于纸巾上吸干，自然环境下放置2小时，得到具有亲水性的改性膜层。

步骤（1）（2）（3）中所述的膜选用为疏水亲油膜底系列，如PVDF，PP，PTFE，织物，铜网等。

步骤（1）所述的清洗膜的超声粉碎机振荡频率在20-40KHz。

步骤（2）中所述一定量的Tris溶液物质量浓度是50mM。

步骤（2）中所述混合溶液的转速是100-200r/min。

步骤（2）中所述用无水乙醇预湿步骤在于，将膜浸于无水乙醇溶液，多余的乙醇用纸吸干。

步骤（2）中所述亲水涂层制备过程中始终保持室温。

步骤（3）中所述改性膜也可以用于油水分离领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：巧妙地选用了绿色无毒的明胶和天然的单宁酸为原料，在碱性环境中，发生迈克尔加成聚反应，而附着在基底膜上，实现了对基底表面原本界面的性质的改变，改变其原本的表面性能，合成了具有亲水性质的涂层膜。相较于单一的明胶或者单宁酸改性，该种方法两者的协同效用，有利于单宁酸与明胶反应产物的黏附，单宁酸的多羟基和明胶的各氨基团有效地保证了膜的亲水性，与其他工艺相比，合成工艺简洁，简单，组分单一。且有利于材料表面润湿性的改善，更可以用于油水分离领域。该过程中所涉及方程式如下：

具体实施方式