[发明专利]基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜及制备方法和去污方法

说明书

本发明公开了一种基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜，该膜包括PVDF膜基体，PVDF膜表层聚合的导电高分子层，本发明还公开了基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜的制备方法：将二甲基乙酰胺、聚偏氟乙烯和碳酸钙混合均匀得到铸膜液；将铸膜液均匀涂覆在玻璃板上，再整体放入水中进行相转化成膜，最后将制备的膜放在单体溶液中浸泡，放入过硫酸铵溶液中，在表面进行聚合反应，将表面聚合了高分子层的导电膜放入稀盐酸中，将碳酸钙进行溶解，得到复合导电超滤膜，同时，本发明还公开了基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜的去污方法，本发明超滤膜导电性良好，被污染物附着时利用电化学方式进行清洗，清洗效率高。

技术领域

本发明属于高分子聚合反应技术领域，具体涉及一种基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜及制备方法，本发明还涉及基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜的去污方法。

背景技术

随着水处理要求的不断提高，纳滤膜作为水的深度处理中常用的一种方法，已经广泛的运用到水处理行业，但由于膜表面吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞而形成的膜污染一直制约着膜技术的发展，而常规的化学清洗对膜表面的损伤较大而且清洗的效果十分的有限。聚吡咯和聚苯胺都是一种杂环共轭型导电高分子，通常为无定型黑色固体,以吡咯或者苯胺为单体，经过化学氧化聚合制成导电性薄膜，氧化剂通常过硫酸铵、硫酸等。聚吡咯和聚苯胺都具有优良的电化学性质，其中聚吡咯的电导率可以达到到102s/cm，聚苯胺的电导率9.1s/cm。在制备导电超滤膜过程中，聚吡咯粉末常作为导电添加剂掺杂在膜铸膜液中，但是导电性能一般，将聚吡咯采用化学氧化表面聚合的方式形成在膜的表面，增强膜的导电性能的研究很少见。PVDF(聚偏氟乙烯)是一种良好的耐酸、耐腐蚀、耐氧化的膜材料，因此PVDF膜材料也广泛的应用到净水过程中，但是膜在使用过程中，自身不可避免地受到微粒、胶团及某些溶质分子的污染，导致膜过水通量减小、能耗增高及使用寿命缩短，对膜造成污染，导致通量不可恢复，形成不可逆膜污染。因此对膜污染的清洗使我们必不可少的，而物理冲洗和化学清洗是我们常用的清洗的方式。有研究通过改变膜表面本身的性质来提高膜的清洗效率，但清洗效率有限，如何提高膜污染的清洗效率是我们一直关注的问题。

在不影响水处理膜本身的过滤性能的条件下，为了提高膜的本身的清洗效率，目前主要采用以下几种手段：第一是在铸膜液中加入氧化石墨烯，主要的机理是提高膜表面的亲水性能，在过滤过程中能有效的提高物理和化学的清洗效率，但引入的某些亲水官能团能与污染物上的特征基团形成牢固的价键结构造成更严重的不可逆膜污染以及亲水性的提升效果并不明显。该方法虽然技术很成熟，操作简单，但是所制备的膜膜污染清洗效果一般。第二是铸膜液中加入碳纳米管、纳米银、银离子等，来提高膜表面的电负性，由于电荷相斥的作用来抵抗膜污染，但是由此制备膜的导电性较差，对膜污染的控制和污染物的清洗效果有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜及其制备方法，解决了现有技术中存在的纳滤膜膜过水通量减小、能耗增高及使用寿命缩短，对膜造成污染，导致通量不可恢复，形成不可逆膜污染的问题。

本发明的另一目的是提供一种基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜的去污方法。

本发明所采用的第一技术方案是，一种基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜，包括PVDF超滤膜本体和聚合在PVDF超滤膜本体表面的导电高分子层。

本发明所采用的第二技术方案是，一种基于PVDF膜的亲水性导电纳滤膜制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、制备铸膜液：

步骤1.1、将质量百分比为65％～70％的二甲基乙酰胺DMAC、质量百分比为15％～20％的聚偏氟乙烯PVDF和质量百分比为10％～20％聚乙烯吡咯烷酮PVP混合均匀得到铸膜液，其中，聚乙烯吡咯烷酮PVP作为膜的成孔剂，然后将铸膜液进行油浴、搅拌均匀后恒温静置；