[发明专利]一种二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料及其制备方法和应用，属于膜材料技术领域。本发明提供的二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料，包括二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜和附着在所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜表面的聚乙烯醇亲水改性层；所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜由聚偏氟乙烯纤维、聚偏氟乙烯珠粒和附着在所述聚偏氟乙烯纤维和聚偏氟乙烯珠粒上的二氧化钛纳米粒子构成。二氧化钛纳米粒子的存在提高了聚偏氟乙烯静电纺丝薄膜的成膜性以及表面粗糙度，结合聚乙烯醇的亲水性，水滴更容易在二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料的表面浸润铺开然后渗透通过薄膜，亲水性好，耐有机物污染。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，具体涉及一种二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料及其制备方法和应用。

背景技术

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，有着非常重要的实际应用价值。过滤膜作为膜分离技术的关键核心部分，一直以来都受到广大科研工作者的高度重视。常用膜材料中，聚偏氟乙烯具有机械强度高、耐辐照性好以及良好的化学稳定性，受到较多关注，但由于其亲水性差，在水处理过程中易粘附疏水有机物污染物堵塞孔隙。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料及其制备方法和应用，本发明提供的二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料亲水性好，耐有机物污染。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料，包括二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜和附着在所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜表面的聚乙烯醇亲水改性层；

所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜由聚偏氟乙烯纤维、聚偏氟乙烯珠粒和附着在所述聚偏氟乙烯纤维和聚偏氟乙烯珠粒上的二氧化钛纳米粒子构成。

优选的，所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料的厚度为100～200μm。

优选的，所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜中二氧化钛纳米粒子的含量为0.5～12wt％；

所述二氧化钛纳米粒子的粒度为10～40nm。

优选的，所述聚偏氟乙烯纤维的直径为20～100nm。

优选的，所述聚偏氟乙烯珠粒的粒度为0.5～5μm。

本发明提供了上述技术方案所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚偏氟乙烯、二氧化钛纳米粒子和酰胺类溶剂混合，将得到的纺丝溶液进行静电纺丝，得到二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜；

将所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺薄膜置于聚乙烯醇水溶液中进行亲水改性，得到二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料。

优选的，所述静电纺丝的条件包括：正高压为10～15kV，负高压为-1～-3kV，接收距离为12～15cm，接收滚筒转速为30～60r/min。

优选的，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为1～10mg/mL。

优选的，所述亲水改性的时间为4～6min。

本发明还提供了上述技术方案所述二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料或上述技术方案所述制备方法得到的二氧化钛/聚偏氟乙烯静电纺亲水薄膜材料在膜分离领域中的应用。