[发明专利]单宁酸介导的LDH@PVDF膜的制备方法及其用途

说明书

本发明属于环境功能材料制备技术领域，提供了单宁酸介导的LDH@PVDF膜的制备方法及其用途。首先配制铸膜液；然后进行刮膜，并进行相转化，随后水洗；最后浸入单宁酸溶液改性，得到单宁酸介导的LDH@PVDF膜。并通过多种表征手段，揭示单宁酸介导的LDH@PVDF膜的形貌与水下疏油水性能，并以亚甲基蓝为例探讨催化性能。这种性能优越的多功能膜的简便制备工艺在废水处理方面具有很大的应用潜力。

技术领域

本发明属于环境功能材料制备技术领域，涉及单宁酸介导的LDH@PVDF膜的制备方法及其用途。

背景技术

近年来，在水中检测到多种污染物，例如抗生素、染料和不溶性油类。这些污染物不仅破坏了生态平衡，还对人体健康具有潜在危害，因此去除这些污染物至关重要。对于不溶性油污，常常利用网状过滤法、吸附法、离心法、生物降解法等常用技术，但是存在分离效率低、二次污染等难题。为了克服了这些困难，压力驱动的膜技术(包括微滤、纳滤、超滤和反渗透)应运而生。因其操作简单、占地面积小、出水水质高和可持续水处理而受到广泛研究。其中，微滤膜广泛应用于油水乳液的分离。然而，在实际分离过程中被忽视的一个严重问题是其他有机污染物无法有效去除，如抗生素、染料等。此外，污染物会导致膜污染，从而降低分离效率和通量。膜污染是使用膜技术进行水处理的主要问题之一。

作为一种天然生物质材料，单宁酸(TA)常用于制备水凝胶用于水处理，如油水分离、金属离子的去除、金属离子的检测、催化等。因此，水凝胶因其优异的亲水性和稳定性等表面特性而引起了广泛关注。水凝胶还可以有效吸附金属离子，形成络合物以去除金属离子，也可以减少催化过程中金属离子的流失。因此，发明一种制备方法简单有效的方法制备低成本的超亲水/水下超疏油的催化膜材料是有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供单宁酸介导的LDH@PVDF膜的制备方法，利用单宁酸的以下优点：(1)具有丰富的酚羟基，表现出优异的亲水性能；(2)大量的羟基促进催化进程；(3)易与金属离子交联，提高LDH稳定性，并减少催化过程中金属离子的流失。首先配制铸膜液；然后进行刮膜，并进行相转化，随后水洗；最后浸入单宁酸溶液改性，得到单宁酸介导的LDH@PVDF膜。并通过多种表征手段，揭示单宁酸介导的LDH@PVDF膜的形貌与水下疏油水性能，并以亚甲基蓝为例探讨催化性能。这种性能优越的多功能膜的简便制备工艺在废水处理方面具有很大的应用潜力。

本发明采用的技术方案是：

单宁酸介导的LDH@PVDF膜的制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1、配制铸膜液：

将硝酸铁和硝酸钴、PVDF和聚乙烯吡咯烷酮搅拌溶解在溶剂中，制得铸膜液；

步骤2、进行刮膜，并进行相转化，随后水洗：

铸膜液冷后，去除气泡，利用刮刀将浇铸溶液均匀地涂抹在玻璃板上，并迅速浸入NaOH和Na₂CO₃混合溶液的凝固浴中，完成LDH的生成和相转化，用水洗至中性后，即可得到LDH@PVDF膜；

步骤3、浸入单宁酸溶液改性：

将LDH@PVDF膜浸入TA溶液，并用水洗涤数次，即可得到TA介导的LDH@PVDF膜。

具体地：

步骤1中，硝酸铁和硝酸钴的摩尔比为1:1；

步骤1中，硝酸铁、硝酸钴、PVDF、聚乙烯吡咯烷酮和溶剂的用量比为0.05-0.5mol：0.05-0.5mol：2.5-4.5g：0.1-1g：30mL。

溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种；

步骤1中，搅拌溶解的温度为30-80℃，搅拌时间为2-24h；