[发明专利]一种β-CD/HNTs共混聚偏氟乙烯膜及制备方法

摘要

本发明公开了一种β‑CD/HNTs共混聚偏氟乙烯膜，其制备方法包括以下步骤：(1)β‑CD/HNTs复合材料的制备：β‑CD和HNTs通过GPTMS结合获得β‑CD接枝的HNTs复合材料(β‑CD/HNTs)；(2)β‑CD/HNTs/PVDF共混膜的制备：将β‑CD/HNTs、DMAc、PVP、PVDF反应制备β‑CD/HNTs/PVDF共混膜。该制备工艺中，通过GPTMS将β‑CD接枝在HNTs上制备出β‑CD接枝的HNTs复合材料(β‑CD/HNTs)，从而富集吸附位点和提高亲水性，使HNTs在铸膜液中具有良好的分散性；制备出的新型无机‑有机共混膜β‑CD/HNTs/PVDF相比于PVDF纯膜具有更优异的微孔结构。此外，随着β‑CD/HNTs添加含量的增加，所制得膜的纯水通量由23.4L·m‑2·h‑1提升至69.5L·m‑2·h‑1，接触角由83.8°降至57.1°，膜通量在历经三次循环后的恢复率由80.7%增加至88.1%。

主权项

一种β‑CD/HNTs共混聚偏氟乙烯膜的制备方法，包括以下步骤：(1) β‑CD/HNTs复合材料的制备：首先，将5.0g β‑CD完全溶解于盛有40mL DMF溶液的烧杯中，然后缓慢加入5.9mL GPTMS；在上述溶液中加入0.1g NaOH固体后，将烧杯中的溶液移至三口烧瓶中，并在氮气保护下将溶液在55℃下回流搅拌48h，然后通过加入大量丙酮溶液分离出沉淀；在40℃的真空烘箱中干燥后得到GPTMS改性的β‑CD(G‑β‑CD)，其为水溶性的淡黄色粉末；其次，将2.0g G‑β‑CD溶于100ml去离子水中，用乙酸调节溶液pH值至4‑6范围后将体系持续搅拌1h；接着加入0.2g HNTs到溶液中并用超声波清洗器分散1h，然后将该悬浮液移入三颈烧瓶中，并在90℃的温度下搅拌回流10h；反应结束后，将沉淀物过滤并用DI水反复洗涤以除去过量的G‑β‑CD；最后，将离心得到的固体置于40℃的真空烘箱中干燥，取出后研磨，得到β‑CD接枝的HNTs复合材料(β‑CD/HNTs)；(2) β‑CD/HNTs/PVDF共混膜的制备：将0.09‑0.36g β‑CD/HNTs复合材料加入盛有75.91‑75.64g N,N‑二甲基乙酰胺(DMAc)溶液的烧杯中，超声分散30min，随后加入6g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和18g聚偏氟乙烯(PVDF)，在70℃条件下搅拌12h，搅拌速度为200r/min，待溶液冷却后，置于真空干燥箱中脱泡24h(脱泡温度为35℃)制得铸膜液；将铸膜液倾倒于玻璃板上，并用刮膜器刮成厚度为0.2mm的均质膜，将均质膜在空气中静置15‑20s后浸入去离子水中，待膜完全从玻璃板脱落后取下，再用去离子水浸泡24h，最后在烘箱中于50℃下干燥2h后得到β‑CD/HNTs/PVDF共混膜。