[发明专利]一种超疏水疏油复合膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种亲水改性超疏水疏油复合膜的制法，特别涉及采用静电纺丝法制膜并对膜表面进行二次喷涂改性的方法。本发明采用两步喷涂法，对醋酸纤维素静电纺丝CA‑SiNPs基膜进行表面改性，使静电纺丝CA膜粗糙度在原有基础上进一步提高，形成致密微米‑纳米梯级结构复合膜，大大提高膜表面的粗糙度。同时，本发明的亲水改性超双疏膜相比传统的双疏膜，具有更较宽泛的孔径分布，具备更好的柔度，拓宽了双疏膜材料的来源及其应用范围。发明不仅成膜工艺简单，操作方便，易于实现工业化生产；而且制备的复合膜抗污染性能良好、渗透通量高、化学稳定性强、力学性能良好、截留效率高，具有广泛的应用前景。

主权项

一种超疏水疏油复合膜的制备方法，该超疏水疏油复合膜的制备方法包含如下步骤：(1)纳米二氧化硅溶胶液的配制：首先将15.5ml正硅酸乙酯原液与10.0ml无水乙醇磁力搅拌1h后置于0℃保存；然后量取2.5ml去离子水、1.0g磷酸和10.0ml无水乙醇磁力搅拌混合均匀后，与上述溶液混合搅拌，反应3h后即得到粒径分布均匀，形貌良好的纳米二氧化硅溶胶液。二氧化硅粒径集中分布在100～200nm，为圆球形纳米小颗粒，凝胶时间大于72h；溶胶中二氧化硅浓度为12.67wt％。(2)醋酸纤维素溶液的配制：按二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)、N‑甲基吡咯烷酮(NMP)或者上述溶剂中任意两种以上的混合物：丙酮＝6∶3～8∶1质量比，配制聚合物浓度质量分数为8％～12％的混合溶液；(3)静电纺丝前驱体溶液的配制：取步骤(1)中的纳米二氧化硅颗粒溶胶，加入磷酸或乙酸搅拌均匀后与步骤(2)中的醋酸纤维素溶液于室温下混合搅拌3h即可得到用以静电纺丝的前驱体溶液，所述的静电纺丝的前驱体溶液中含有5～8％重量份的所述的聚合物，1～6％重量份的所述的纳米二氧化硅颗粒，70％～80％重量份的所述的溶剂，0～6％重量份的所述的其他非溶剂添加剂；(4)疏水改性步骤(1)中的纳米二氧化硅溶胶液：待步骤(1)中两种溶液混合反应2h后加入0.25ml的十二癸基三乙氧基硅烷(FAS)，继续反应1h，SiNPs溶胶液稳定性提升，分散性提高，具有良好的疏水性，形貌同(1)中所述；(5)修饰改性后的喷涂液：PVDF‑HFP聚合物1.0g与FAS 0.5mL加入到50ml DMF溶剂中，磁力搅拌0.5h后，得到均一淡蓝色凝胶液，用于膜喷涂改性；(6)静电纺丝法制备复合膜：待步骤(3)中溶解均匀的溶液静置脱泡后置于静电纺丝设备中，设置纺丝参数后连续纺丝20h，即可得到用以膜蒸馏过程的抗污染复合膜，纺丝过程中，针头与滚筒接收器之间距离为15cm，两端电压为15kv，注射器推进速度1.5ml/h，滚筒转速度与针头移动速度分别为100rpm/min与3.5mm/min；(7)表面改性两步喷涂法：调整纺丝工艺参数将静电纺丝设计成静电喷涂，以0.3ml/h的推进速度对所纺织出来的基膜表面喷涂步骤(4)经过疏水改性后的上述无机纳米颗粒溶胶6h；3min后，继而以同样的推进速度，喷涂步骤(5)中经修饰后的PVDF‑HFP聚合物溶液4h，即可完成对亲水基膜的表面改性，两端电压为20‑25kv；(8)热压处理：将步骤(7)中所制出来的膜用玻璃板前后贴紧压实，置于70℃～95℃烘箱中3h，即完成热压操作。