[发明专利]一种多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜及其制备方法，属于膜材料技术领域，该方法通过将PVDF/PVP溶于溶剂中，以静电纺丝工艺制得PVDF/PVP复合纤维薄膜，烘干干燥后再放置于水中震荡，以去除掉其中的PVP相，得到PVDF多级孔洞纤维薄膜，最后将PVDF多级孔洞纤维薄膜浸泡于不同负载相溶液中，以实现PVDF多级孔洞纤维薄膜功能的不同；整个制备方法反应条件温和、设备通用，制备成本低，制得的PVDF多级孔洞纤维薄膜为类海绵状结构的纳米级多级孔洞纤维薄膜，纤维的直径可达300nm左右，同时具有双亲性。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，具体涉及到一种多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜及其制备方法。

背景技术

随着工业的发展，水环境的污染越来越严重，特别是冶金，化工，电子等工业生产过程中产生大量的含重金属离子的废水对人类健康产生极大危害。常见的重金属废水处理方法包括化学沉淀法，电解法等，但这些方法都存在着能耗高，二次污染等问题。膜分离技术具有耗能低，占地面积小，设备集成化程度高，能够连续运作等优点，能够满足现代工业对节能、提高生产效率、低品种原材料再利用和减少环境污染的要求，成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种结晶性聚合物，相对密度为1.75～1.78，玻璃化温度约39℃，结晶熔点约为170℃，热分解温度在316℃以上，机械性能优良，具有良好的耐冲击性、耐磨性、耐候性和化学稳定性。因此，PVDF是一种比较受欢迎的膜材料，商业PVDF膜在微滤和超滤水处理中具有普遍的应用，已成功地应用于饮用水、气体过滤、污染物去除、溶剂精制和膜蒸馏等领域。但现有PVDF膜存在孔隙率和比表面积低、结构参数不可调控和制备工艺复杂的问题。鉴于此，提供一种多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜及其制备方法也就显得十分的有意义。

发明内容

针对上述的不足或缺陷，本发明的目的是提供一种多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜及其制备方法，可有效解决现有PVDF膜存在孔隙率和比表面积低、结构参数不可调控和制备工艺复杂的问题。

为达上述目的，本发明采取如下的技术方案：

本发明提供一种多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤(1)：将聚偏氟乙烯(PVDF)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)同时加入溶剂中，搅拌均匀，得到静电纺丝前驱液；

步骤(2)：将步骤(1)所得的静电纺丝前驱液进行静电纺丝，制备得到PVDF/PVP复合纤维薄膜；

步骤(3)：将步骤(2)所得的PVDF/PVP复合纤维薄膜烘干干燥后浸泡于水中，然后经恒温震荡，超声清洗，冷冻干燥，制得PVDF多级孔洞纤维薄膜；

步骤(4)：将步骤(3)所得的PVDF多级孔洞纤维薄膜浸泡于负载相溶液中，恒温震荡，制得多功能PVDF多级孔洞纤维薄膜。

进一步地，步骤(1)中聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:1～5。

进一步地，步骤(1)中溶剂为二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜和二甲基乙酰胺中的一种或两种以上。

进一步地，步骤(1)中搅拌时温度为50℃-80℃，搅拌时间为6-8小时。

进一步地，步骤(2)中静电纺丝工艺参数为电压12-18kv，收集距离12-17cm，注射速度25～35μl/min，环境温度20℃～30℃，环境湿度40％～60％。

进一步地，步骤(3)中恒温温度为70～90℃。

进一步地，步骤(3)中震荡时间为3～7天，间隔24小时换水一次。