[发明专利]一种用于污水处理的聚偏氟乙烯复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及环保技术领域，公开了一种用于污水处理的聚偏氟乙烯复合纳滤膜及其制备方法。该复合纳滤膜包括亲水聚偏氟乙烯基膜和覆盖于基膜上方的复合层，所述亲水聚偏氟乙烯基膜的制备方法包括以下步骤：（1）乙醇与去离子水混合均匀，然后加入柠檬酸和聚乙烯醇搅拌混合均匀，得到亲水剂；（2）将疏水的聚偏氟乙烯基膜浸泡亲水剂中，使聚偏氟乙烯基膜浸泡透明，得到中间膜1；（3）将中间膜1放入烘箱中进行热处理，得到中间膜2；（4）将中间膜2放入去离子水中浸泡，取出后放入烘箱中烘干，得到亲水的聚偏氟乙烯基膜。本发明复合纳滤膜同时具有较高的截留率和水通量。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种用于污水处理的聚偏氟乙烯复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤膜的孔径或分离精度均介于超滤和反渗透之间，对分子的截留量在200~1000Da之间，且膜的孔径在1纳米左右，可以用于分离小分子有机物质和离子，并且具有操作压力低，低能耗的特点。目前纳滤膜已广泛应用于污水处理、水质软化以及食品、染料等行业的分离纯化过程等等。纳滤膜的制备技术包括相转化法、共混法、复合法、热诱导相转化法、化学改性法、等离子体法和用于无机膜的溶胶-凝胶法。其中，复合法是目前制备纳滤膜用的最多且最有效的方法。通常是在具有微孔的基膜上复合具有纳米级别的孔径超薄分子层，常用的复合方法有表面涂覆法、界面聚合法、原位聚合法、等离子体聚合法、紫外接枝法和动力形成法等。直到现在，截面聚合法仍然是制备复合纳滤膜的最主要的方法，它可以在多孔基膜上形成一层超薄的分离层，并且可以通过优化基膜与分离层两者的结构来实现复合膜最佳的分离性能。然而目前存在的问题是复合纳滤膜的水通量和截留率两者不同同时优化，当复合纳滤膜的复合层致密性好时，其膜孔径较小，截留率性能较好，但是其水通量降低。

中国专利公开号为CN103007791A公开了一种荷正电纳滤膜及其制备方法，此发明以聚乙烯亚胺、壳聚糖季胺盐、纳米二氧化钛为水相成膜材料。均苯三甲酰氯有有机相成膜材料，将基膜先浸入水相溶液中，再浸入有机相溶液中，得到复合纳滤膜，此纳滤膜虽然具有较高的截留率，但是其水通量低，降低了膜分离效率。

发明内容

本发明是为了克服现有技术纳滤膜水通量低的问题，提供一种对有机分子同时具有高通量高截留率的复合纳滤膜。

本发明还提供了一种用于污水处理的聚偏氟乙烯纳滤膜的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于污水处理的聚偏氟乙烯复合纳滤膜，包括亲水聚偏氟乙烯基膜和覆盖于基膜上方的复合层，所述亲水聚偏氟乙烯基膜的制备方法包括以下步骤：

（1）将65~70mL的乙醇与100~130mL的去离子水混合均匀，然后加入0.3~0.6mol柠檬酸和0.2~0.5mol聚乙烯醇搅拌混合均匀，得到亲水剂；

（2）将疏水的聚偏氟乙烯基膜浸泡亲水剂中12~16h，使聚偏氟乙烯基膜浸泡透明，得到中间膜1；

（3）将中间膜1放入烘箱中进行热处理60~80min，得到中间膜2；

（4）将中间膜2放入去离子水中浸泡3~5小时，取出后放入烘箱中烘干，烘干时间为30~50min，得到亲水的聚偏氟乙烯基膜。

柠檬酸具有较多的羧基，聚乙烯醇中具有较多的羟基，羧基和羟基具有较好的亲水性，将其粘附到聚偏氟乙烯上，使聚偏氟乙烯具有较好的亲水性能，从而提高基膜的亲水性，增大其水通量。即使复合层较为致密，对其水通量有不利影响，但是依靠提高基膜的亲水性可以弥补此缺陷，提高其水通量，从而使复合纳滤膜同时具有较高的截留率和水通量。

作为优选，所述步骤（3）中热处理温度为60~70℃。

作为优选，所述步骤（4）中烘干温度为50~60℃。

一种用于污水处理聚偏氟乙烯复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：