[发明专利]一种可分离去除水中微污染物的聚偏氟乙烯平板膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种可分离去除水中微污染物的聚偏氟乙烯平板膜及其制备方法和应用。所述聚偏氟乙烯平板膜包括从下至上依次叠设的多孔支撑层、聚偏氟乙烯微孔膜层、功能性碳纳米管层和过滤截留层；所述聚偏氟乙烯微孔膜层为双连续或海绵型的多孔结构层，所述功能性碳纳米管层为表面接枝有酰肼基团的碳纳米管，所述过滤截留层为光引发界面聚合物层。本发明提供的聚偏氟乙烯平板膜通过四层结构的复合作用，可高效分离去除水中微污染物，且长效稳定；本发明提供的制备方法步骤简单、易于操作和实现，可广泛应用于工业化生产。

技术领域

本发明属于水净化领域，具体涉及一种可分离去除水中微污染物的聚偏氟乙烯平板膜及其制备方法和应用。

背景技术

自来水是现今居民用水的主要供应方式。自来水的主要来源可分为天然水和回用水，均需经水厂净化后再输送供应到家家户户。然而随工、农业技术的发展，越来越多的化工和生化物质被排放进水源中。虽然日益精进的分离技术有望还人类一份健康的饮水，但研究表明供应到每家每户的自来水中存在的微污染物对人体健康存在严重威胁。如砷、汞、镉、铅、铜等重金属，氰、酚、抗生素、染料等有机物，往往都是具有细胞毒性、免疫毒性、神经毒性或内分泌干扰等危害，同时其分子量和分子粒径小等特性导致其难分离又难降解。

目前，水体中的微污染物主要通过吸附法实现。例如矿物、活性炭、分子筛等吸附材料，具有优良的表面特性，比表面积大，同时具有一定的离子吸附和交换性能。如中国专利（201380040294.4）通过二氧化硅、金属和硫的组合，制造了一种用于水基汞的吸附材料；中国专利（201711216143.6）则提供了一种高效耐强酸型活性炭吸附剂，其对重金属离子和有机物都具有较好的吸附效果。近年来也有研究利用聚合物材料吸附污水中的污染物。如中国专利（201610423522.1）通过PVDF膜与螯合剂的结合，提供了一种PVDF吸附膜的制备方法，该吸附膜可去除水中的汞、镍等重金属离子；中国专利（201810162295.0）则通过在聚合物中加入多孔陶瓷微胶囊和发泡剂，制备了发泡复合吸附膜。然而，单纯的吸附材料，普遍存在吸附饱和问题，在实际应用过程中，使用寿命较短。

近年来，随着膜分离技术的发展，其在水中微污染物的分离去除得到广泛研究。目前针对微污染物去除的膜分离技术主要为反渗透和催化降解。如中国专利（201510430697.0）在聚偏氟乙烯膜制备过程中加入纳米催化剂用于对有机物等微污染物的催化降解。但是，截至目前膜分离技术对水中微污染物的去除率和去除效率都有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中针对水中微污染物的吸附材料使用寿命较短，去除率和去除效率不高的缺陷和不足，提供一种可分离去除水中微污染物的聚偏氟乙烯平板膜。本发明提供的聚偏氟乙烯平板膜通过四层结构的复合作用，可高效分离去除水中微污染物，且长效稳定；本发明提供的制备方法步骤简单、易于操作和实现，可广泛应用于工业化生产。

本发明的另一目的在于提供上述聚偏氟乙烯平板膜的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述聚偏氟乙烯平板膜在制备分离去除水中微污染物的产品中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种可分离去除水中微污染物的聚偏氟乙烯平板膜，包括从下至上依次叠设的多孔支撑层、聚偏氟乙烯微孔膜层、功能性碳纳米管层和过滤截留层；所述聚偏氟乙烯微孔膜层为双连续或海绵型的多孔结构层，所述功能性碳纳米管层为表面接枝有酰肼基团的碳纳米管，所述过滤截留层为光引发界面聚合物层。