[发明专利]针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜及制备方法

权利要求书

1.针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜，其特征在于：纳米纤维复合膜由PVDF/无纺布纳米纤维支撑层、PDMS选择层和抗污染改性层构成的多层膜结构，其中PVDF/无纺布纳米纤维支撑层是通过静电纺丝法在无纺布上形成PVDF纳米纤维，后经热压处理，形成高孔隙率PVDF/无纺布纳米纤维支撑层，PDMS选择层通过静电喷涂技术制备得到，抗污染改性层通过对膜进行表面改性过程得到。

2.一种如权利要求1所述针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于：采用静电纺丝、静电喷涂和对膜改性技术制备纳米纤维复合膜的步骤如下：

步骤1、PVDF/无纺布纳米纤维支撑层的制备：

通过静电纺丝8wt％PVDF溶液在无纺布上制备下层粗纳米纤维，再在下层粗纳米纤维上通过静电纺丝3wt％PVDF溶液得到上层细纳米纤维，制备高孔隙率的PVDF/无纺布纳米纤维支撑层；

步骤2、PVDF/无纺布纳米纤维支撑层的预处理：

在上述步骤1得到的PVDF/无纺布纳米纤维支撑层置于水和甘油的混合溶液中12小时以上以保证支撑层空隙被混合溶液充分填充；

步骤3、PDMS选择层的制备：

在上述步骤2预处理后的PVDF/无纺布纳米纤维支撑层上部，由30wt％PDMS溶液通过静电喷雾打印技术形成PDMS选择层，在80℃环境下交联24小时得到具有三层结构的PDMS/PVDF/无纺布纳米纤维复合膜；

步骤4、PDMS/PVDF/无纺布纳米纤维复合膜的预处理：

在上述步骤3得到的PDMS/PVDF/无纺布纳米纤维复合膜置于水和无水乙醇的混合溶液中五分钟以保证膜的润湿；

步骤5：抗污染改性层的制备，选择以下两种方式其一进行：

方式1：在上述步骤4得到的纳米纤维复合膜表面进行改性，将膜放入由盐酸多巴胺、三羟甲基氨基甲烷、五水硫酸铜、过氧化氢的混合溶液中振荡一小时，冲洗掉膜表面多余或弱锚定的聚多巴胺后，将聚多巴胺预改性膜置于由0.5wt％AgNO₃和0.02wt％乙醇组成的含银水溶液中，滴加氨水，直到溶液由浊度变为澄清并保持不变；5min后加入1wt％葡萄糖，加速银镜反应，静置20min使AgNPs均匀沉积在聚多巴胺预改性膜表面；过程中将膜粘在容器底部，膜侧用胶带密封，以确保改性反应仅在膜表面进行；改性后的膜在100℃环境下干燥一小时，得到具有多层结构的高效抗污染纳米纤维复合膜；

方式2：在上述步骤4得到的纳米纤维复合膜表面进行改性，将膜放入由盐酸多巴胺、三羟甲基氨基甲烷、五水硫酸铜、过氧化氢、巯基-聚乙二醇-羧基和Ag-MOFs材料的混合溶液中振荡一小时；过程中将膜粘在容器底部，膜侧用胶带密封，以确保改性反应仅在膜表面进行；改性后的膜在100℃环境下干燥一小时得到具有多层结构的高效抗污染纳米纤维复合膜。

3.根据权利要求2所述的针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中8wt％PVDF溶液是将8wt％的PVDF粉末加入N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中，DMF和丙酮的质量比在8：2，加入0.008wt％的氯化锂增强溶液的电导率，搅拌至溶解；3wt％PVDF溶液是将3wt％的PVDF粉末加入N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中，DMF和丙酮的质量比在4：6，加入0.01wt％的氯化锂增强溶液的电导率，搅拌至溶解；纳米纤维支撑层在150-170℃、1-2bar条件下热处理0.5小时以保证PVDF纳米纤维与无纺布的结合紧密性。

4.根据权利要求2所述的针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2中水和甘油的质量比为1：4。

5.根据权利要求2所述的针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中PDMS溶液是将30wt％PDMS单体和交联固化剂按质量比10：1加入正己烷中，搅拌均匀。

6.根据权利要求2所述的针对液-液膜萃取高效抗污染纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4中水和无水乙醇的质量比为1：1。