[发明专利]一种纳米粒子改性PVDF平板膜的制备方法及其应用

说明书

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种改性PVDF(聚偏氟乙烯)平板膜及其制备方法与应用。本发明通过H₂O₂、表面活性剂和TiO₂对PVDF平板膜进行改性处理，并且制备成一定厚度的改性PVDF平板膜。PVDF平板膜经过改性处理，其水通量和截留率明显提高，此外，本发明材料制备简单，操作方便，成本低廉。改性的PVDF膜具有高亲水性、稳定性、渗透性和抗污染性的优点。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种纳米粒子改性PVDF(聚偏氟乙烯)平板膜及其制备方法与应用。

背景技术

印染废水是以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品、丝绸为主的印染、毛织染整及丝绸厂等排出的废水。纤维种类和加工工艺不同，印染废水的水量和水质也不同。其中，印染厂废水水量较大，每印染加工1t纺织品耗水100～200t，其中80％～90％成为废水排出。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。而其中，染料的含量在污染物含量中占据较大的百分比。染料可以分成自然染料和人工染料，其中常见的人工染料有甲基橙、品红、固绿、龙胆紫等。印染废水含有未反应的染料、颜料(涂料)，带有浓重的色泽，还有未反应的助剂，以及反应后的生成物和织物上的脱落物。更严重的还有致癌和致畸的有机化合物，具有毒性的重金属等。

目前，印染废水的处理方法可以分为物理法、化学法和生物法。其中化学法和生物法泥渣量多、运行费用高、对亲水性染料的处理效果较差不利于大规模的使用。物理法经济，操作简单并且能够有效地除去水中溶解性有机物的特点。物理法包括活性炭吸附法、膜分离法等。其中膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

PVDF具有很好的化学稳定性，室温下不受酸、碱等强氧化剂和卤素的腐蚀，它的抗紫外线和耐老化性能优异，对波长200～400nm的紫外线辐照稳定,其薄膜置于室外一二十年也不变脆、龟裂。此外，PVDF还具有韧性高、耐热性能好、机械强度高等特点，是制备分离膜的优良材料。用PVDF制备的膜，具有疏水性强、表面能很低的特点,是分离非水体系的理想膜材料，如有机溶剂的精制、膜的吸收、膜萃取、膜蒸馏等等。由于PVDF这些特有的性质，近几年在膜分离技术领域受到了人们广泛的重视，PVDF材料制备的分离膜也因此得到了广泛的认可，被成功地应用到生化、医药、食品、环保和化工等众多的领域之中。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米粒子改性PVDF平板膜的制备方法与应用。本发明通过H₂O₂、表面活性剂和TiO₂对PVDF平板膜进行改性处理，并且制备成一定厚度的改性PVDF平板膜。PVDF平板膜经过改性处理，其水通量和截留率明显提高，此外，本发明材料制备简单，操作方便，成本低廉。改性的PVDF膜具有高亲水性、稳定性、渗透性和抗污染性的优点。

本发明的技术方案为：

一种纳米粒子改性PVDF平板膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将PVDF、聚乙二醇和N，N-二甲基甲酰胺混合，加热搅拌均匀，得到铸膜液；

(2)将步骤(1)所得铸膜液在玻璃板上刮膜成型，所得膜依次经乙醇溶液和去离子水浸泡清洗，得到PVDF原始膜；

(3)将PVDF原始膜浸泡在H₂O₂溶液中，水浴加热处理后取出洗净；

(4)将步骤(3)处理后的膜浸泡在表面活性剂溶液中，超声处理后取出洗净；