[发明专利]一种抗污疏水亲油PVDF滤膜的制备方法及其产品

说明书

本发明提供了一种抗污疏水亲油PVDF滤膜的制备方法及其产品。先由PVDF与ZnO气凝胶构建PVDF‑ZnO的多孔结构，再将NVP原位聚合在多孔结构之上，制备得到疏水亲油PVDF滤膜‑1。本发明提供的制备方法有利于使PVP的毗咯烷酮环的亚甲基富集在滤膜表面，使PVDF滤膜具备强疏水亲油效果，过滤效果优异，同时抗污染能力强，能够有效解决现有疏水亲油滤膜的亲水层不稳定性、长期使用降低滤膜浸润性限制流速等问题。

技术领域

本发明涉及液体过滤技术领域，特别涉及一种抗污疏水亲油PVDF滤膜的制备方法及其产品。

背景技术

水资源问题一直以来受到社会各界的广泛关注，保护和净化水资源是我们永恒的话题。当前频繁的石油泄漏事故，以及工业含油废水排放量的激增，使得油/水分离技术成为了备受全球研究者关注的一个话题。传统的油/水分离技术主要有过滤、离心、吸附等，但是这些方法的效率太过低下，操作成本高昂，并不符合人们对于绿色经济的诉求。超疏水材料由于其表面油/水润湿性能的巨大差异，在油水分离领域受到了广泛的关注。

聚偏氟乙烯(PVDF)是偏氟乙烯的结晶型均聚物，其聚合度高达几十万，其键长短、键能高，具有优异的抗氧化性、热稳定性以及机械强度，耐酸碱，低成本，有着良好的成膜特性，被认为是一种优良的超滤膜材料。但其强疏水性也会导致两个问题：一是分离过程需要较大的驱动力；二是容易受到蛋白质、油等吸附污染，使膜通量和截留率下降，降低膜的使用寿命，增加了操作费用，从而制约着其在生化制药、食品饮料和水体净化等水相体系中的应用。因此改善PVDF膜的亲水性，提高膜的抗吸附污染能力以及降低膜运行中的动力消耗对分离膜技术的发展和实际投产使用是至关重要的。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种抗污疏水亲油PVDF滤膜的制备方法及其产品，以克服现有疏水亲油滤膜的亲水层不稳定性、长期使用降低滤膜浸润性限制流速等问题。

本发明的技术方案：

一种抗污疏水亲油PVDF滤膜的制备方法，包括：

步骤1：制备ZnO气凝胶；

步骤2：将PVDF与溶剂混合均匀，加入上述ZnO气凝胶搅拌反应，再加入N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)进行原位聚合，得到PVDF/ZnO纺丝液；所述溶剂为酰胺类化合物或亚砜类化合物中的一种或几种；

步骤3：将纺丝液进行静电纺丝，得到疏水亲油PVDF滤膜。

在一些实施方案中，所述制备ZnO气凝胶的步骤包括，取Zn(Ac)₂·2H₂O溶于乙二醇中，得到溶液1；取LiOH·H₂O溶于乙二醇中，得到溶液2；将溶液2逐滴滴加到溶液1中，同时搅拌，直至反应混合物变得透明，将反应混合物水浴加热，陈化、干燥，得到ZnO气凝胶。

在一些实施方案中，所述ZnO气凝胶的粒径为50～80nm。

在一些实施方案中，所述Zn(Ac)₂·2H₂O与LiOH·H₂O的摩尔比为2～5：5～7。

在一些实施方案中，所述水浴加热，加热温度为55～85℃，加热时间为6～12h。

在一些实施方案中，所述陈化时间为12～36h；所述干燥选自常压干燥、亚临界干燥或真空冷冻干燥中的一种。

在一些实施方案中，步骤2中所述酰胺类化合物为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的一种或多种；所述亚砜类化合物为二甲基亚砜(DMSO)；不同溶剂对ZnO气凝胶和PVDF的溶解程度不同，极大的影响其纺丝产品的功能，以及滤膜的过滤效果。