[发明专利]一种改进的聚偏氟乙烯基纳滤膜的制备方法

说明书

一种改进的聚偏氟乙烯基纳滤膜的制备方法，属于膜技术领域。首先，采用相转化法制备聚偏氟乙烯超滤基膜，即：将聚偏氟乙烯、溶剂、添加剂、致孔剂以及带有氨基、羧基、磺酸基或羟基官能团的化合物混合，加热至50‑90℃并搅拌均匀，真空环境下静置脱泡，得到铸膜液，然后使用刮刀刮膜并浸入凝固浴成膜或经喷丝板流出至凝固浴成膜，得到聚偏氟乙烯超滤基膜；采用界面聚合法制备聚偏氟乙烯基纳滤膜，即：采用定量注射的方法分别将水相单体水溶液和油相单体有机溶液分别先后涂覆于聚偏氟乙烯超滤基膜表面，然后经过热处理得到聚偏氟乙烯基纳滤膜。制备纳滤膜具有稳定性，更加节约成本，且可以避免环境污染。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，特别涉及一种改进的聚偏氟乙烯基纳滤膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术在物质的分离与浓缩领域具有广泛应用，可在常温下操作，具有节能、环保的优势。纳滤膜技术是膜分离技术的一种，是介于超滤膜技术与反渗透技术之间的一种压力驱动膜技术。纳滤膜具有纳米级的膜孔径，并且膜上多数情况下带有电荷，所以纳滤膜在运行时可以截留住二价或多价离子和较大分子量的有机物，而允许单价离子通过。因此，基于纳滤膜的独特性能，其广泛应用于废水处理、食品工业、化工医药业和饮用水行业等。

目前商业化纳滤膜系列主要包括NF、NTR、UTC、MPT、SU等，商业化纳滤膜多为复合膜。复合膜一般包括基膜和功能分离层，其制备方法一般是先在基膜表面涂覆多元胺水相溶液，然后再涂覆多元酰氯的有机相溶液，通过水相溶液和有机相溶液的界面聚合反应而在基膜表面形成功能分离层。

聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化学稳定性和热稳定性，是理想的成膜材料，与其他膜材料相比具有明显优势，在水处理领域具有广泛应用。然而其疏水性强，当以其为基膜制备钠滤膜时，一方面水相溶液很难在其表面均匀分布致使形成的功能分离层具有缺陷；另一方面通过界面聚合法制备的功能分离层与基膜的结合力较差，极易从基膜表面脱落而使所制备的复合膜丧失纳滤效果。因此，目前以聚偏氟乙烯超滤膜为基膜的商业化纳滤膜还很少见。本人之前的研究虽然解决了上述问题，但长期使用过程中不能保证水相单体溶液和油相单体溶液的浓度的稳定性且不够经济环保。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷，本发明提供一种聚偏氟乙烯基纳滤膜的制备方法，该方法一方面提高了功能分离层与聚偏氟乙烯超滤基膜间的结合力，使得制备的纳滤膜具有良好的分离性能且能长时间维持稳定，另一方面大大节约了带有氨基、羧基、磺酸基或羟基官能团的小分子或聚合物的用量，更好的保证了水相单体溶液、油相单体溶液长期使用的稳定性，且更加经济环保。

本发明提供了一种改进的聚偏氟乙烯基纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用相转化法制备聚偏氟乙烯超滤基膜，即：将聚偏氟乙烯、溶剂、添加剂、致孔剂以及带有氨基、羧基、磺酸基或羟基官能团的化合物 (如小分子或聚合物)混合，加热至50-90℃并搅拌均匀，真空环境下静置脱泡，得到铸膜液，然后使用刮刀刮膜并浸入凝固浴成膜或经喷丝板流出至凝固浴成膜，得到聚偏氟乙烯超滤基膜；

(2)采用界面聚合法制备聚偏氟乙烯基纳滤膜，即：采用定量注射的方法分别将水相单体水溶液和油相单体有机溶液分别先后涂覆于聚偏氟乙烯超滤基膜表面，然后经过热处理得到聚偏氟乙烯基纳滤膜。

优选的，所述溶剂、添加剂、致孔剂为相转化法制备超滤膜常用的溶剂、添加剂和致孔剂，其中溶剂一般为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、四氢呋喃等中的一种或多种，添加剂和致孔剂一般为氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、甘油等中的一种或多种。