[发明专利]一种可见光响应抗菌防污聚偏氟乙烯膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性超滤膜制备技术领域，具体涉及一种可见光响应抗菌防污聚偏氟乙烯膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是解决当代能源、资源和环境污染问题的高新技术以及可持续发展的技术基础。超滤膜的研究有着重要的理论意义和实际应用价值。目前，对超滤膜的研究主要集中其提高亲水性、抗污染性能。

目前常用的膜材料中，聚偏氟乙烯(PVDF)热分解温度高，机械性能优异，具有良好的耐冲击、耐候性、耐磨性和化学稳定性，且在室温下不易被酸、碱、卤素和强氧化剂所侵蚀等优点，是制备膜的优选材料。但由于PVDF分子表面能较低，疏水性较强，细菌和微生物易在膜表面生长繁殖造成膜污染，因此需要对其进行改性，以改善其性能。

PVDF膜的改性方法众多，共混改性是其中一种重要的方法。共混改性可结合不同材料的优点，易于操作，成为当今膜改性的研究热点。目前，许多共混改性材料如SiO₂、TiO₂、Al₂O₃等，仅限于对膜进行亲水改性，不能有效地提高PVDF膜的抗菌性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可见光响应抗菌防污聚偏氟乙烯膜的制备方法；

本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到的可见光响应抗菌防污聚偏氟乙烯膜。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种可见光响应抗菌防污聚偏氟乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备Ag₃PO₄/TiO₂复合物：通过原位沉积法将Ag₃PO₄纳米颗粒沉积到TiO₂表面，得到Ag₃PO₄/TiO₂复合物；

优选的，所述Ag₃PO₄/TiO₂复合物中Ag₃PO₄与TiO₂的摩尔比为2:10～4:10；

优选的，所述Ag₃PO₄/TiO₂复合物可由以下操作制备：将1～1.56g TiO₂分散于50ml的去离子水中，超声5～20min后，加入2～4g AgNO₃，机械搅拌10～20min，得到TiO₂与AgNO₃的混合液；将1.5～3g Na₃PO₄·12H₂O溶于50ml去离子水中得到磷酸钠溶液，然后将磷酸钠溶液逐滴加入所述TiO₂与AgNO₃的混合液中；滴加结束后，继续搅拌5～10h，抽滤并洗涤，最后在60℃烘干，得到所述Ag₃PO₄/TiO₂复合物，置于暗处存放备用；

所述TiO₂为商业纳米级二氧化钛产品，优选二氧化钛P25；

(2)制备聚偏氟乙烯铸膜液：将聚偏氟乙烯粉末、致孔剂及所述Ag₃PO₄/TiO₂复合物溶于有机溶剂中，混合搅拌使分散均匀，再减压脱泡处理，得到铸膜液；

优选的，所述聚偏氟乙烯粉末、致孔剂及所述Ag₃PO₄/TiO₂复合物的质量比比为(15～20)：(1～3)：(0.1～3)；

优选的，在所述铸膜液中聚偏氟乙烯的质量分数为15～20％；

优选的，所述致孔剂为聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)中的一种或一种以上混合；

优选的，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一种或一种以上混合；

优选的，所述混合搅拌的条件为：温度60～80℃，搅拌时间12～24h；

优选的，所述减压脱泡处理的真空度为0.05Pa，处理时间为8～16h；

(3)成膜处理：将所述铸膜液流延于洁净玻璃板上，使用刮刀刮膜，于空气中静置后浸入凝固浴中，得到改性后的聚偏氟乙烯膜产品，即为所述可见光响应抗菌防污聚偏氟乙烯膜；