一种超亲水改性的抗污染PVDF分离膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108404684A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810207011.5(22)申请日2018.03.14(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人王志伟文越张星冉陈颖青王巧英吴志超(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人张磊(51)Int.Cl.B01D71/34(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D69/02(2006.01)C02F1/44(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种超亲水改性的抗污染PVDF分离膜的制备方法(57)摘要本发明涉及一种超亲水改性的抗污染PVDF分离膜的制备方法，利用碱性溶液处理PVDF表面生成双键，通过氨基-烯加成反应和氨基-环氧开环反应在PVDF膜表面通过化学键交联超支化聚乙烯亚胺；膜表面的超支化聚乙烯亚胺与环氧丙醇溶液进行氨基-环氧开环反应制得具有抗污染性能的PVDF膜。改性后的PVDF膜具有大量氨基和羟基等活性基团，使得膜表面的亲水性大大提高。本发明解决PVDF分离膜本身较强的疏水性，防止应用过程中污染物易吸附、沉积在膜表面或膜孔内，提高膜的抗污染能力，延长膜的使用寿命。本发明采用化学方法进行改性，条件温和，操作简便，不需要昂贵的仪器，易于推广，所得产物牢固，具有良好抗污染性能，在水处理领域具有潜在的广泛应用价值。CN108404684ACN108404684A权利要求书1/1页1.一种超亲水改性的抗污染PVDF分离膜的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）将二元胺加入至pH为11.0的碳酸钠缓冲溶液中；所述二元胺溶液质量浓度为8.0~24.0%；o（2）以PVDF分离膜为基膜，将基膜浸泡到步骤（1）所得溶液中，在200~300rpm，20~30C条件下反应10~12h，通过氨基-烯加成反应和氨基-环氧开环反应，使其表面形成氨盐化合物层，得到活化后的PVDF分离膜，洗干净后待用；（3）将步骤（2）得到PVDF分离膜浸泡于环氧氯丙烷的乙醇溶液中，在氮气保护下，加入o催化剂，在100~200rpm，55~65C下反应5~7h，再逐滴加入氢氧化钠溶液，并在100~200orpm，40~50C下继续反应3~5h，通过相转移催化法，在PVDF分离膜表面形成环氧类化合物层，用乙醇、去离子水洗干净待用；所述环氧氯丙烷溶液质量浓度为1.0%~3.0%；所述催化剂质量浓度为0.01~0.03，所述的催化剂为氯代季铵盐类催化剂；所述氢氧化钠溶液浓度为0.01~0.03%；o（4）将超支化聚乙烯亚胺乙醇溶液与步骤（3）所得PVDF分离膜在70~90C下反应24~36h，使超支化聚乙烯亚胺通过化学键交联到步骤（3）所得PVDF分离膜表面，用乙醇、去离子水洗干净待用；超支化聚乙烯亚胺质量分数为2.5%~7.5%；（5）将步骤（4）得到PVDF分离膜浸没于甲醇溶液中，逐滴加入环氧丙醇，在200~300orpm，20~30C条件下反应10~12h，通过氨基-环氧开环反应，使其表面的超支化聚乙烯亚胺层末端氨基被羟基覆盖，形成超亲水的抗污染PVDF分离膜材料；环氧丙醇的质量分数为0.1%~5%；（6）反应结束后，取出超亲水的抗污染PVDF分离膜材料，用乙醇、去离子水冲洗干净并烘干，得到具有抗污染性能的PVDF分离膜。2.根据权利要求1所述的抗污染PVDF分离膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述二元胺为丙二胺、丁二胺或戊二胺的一种或几种。3.根据权利要求1所述的抗污染PVDF分离膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的氯代季铵盐类催化剂为苄基三乙基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵或四丁基氯化铵中任一种。4.根据权利要求1所述的抗菌抗生物污染聚合物分离膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的聚合物分离膜浸泡方式为全部浸入溶液中，且所要改性的面朝上。5.根据权利要求1所述的抗污染PVDF分离膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述超支化聚乙烯亚胺的重均分子量为600g/mol、10,000g/mol或60,000g/mol中任一种。2CN108404684A说明书1/5页一种超亲水改性的抗污染PVDF分离膜的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种超亲水改性的抗污染PVDF分离膜的制备方法，属于水处理科学与技术领域。背景技术[0002]膜分离技术以其精准分离、高效纯化、绿色环保等优势，被广泛应用于膜法污水污水处理领域。聚偏氟乙烯（PVDF）是一种性能优良的膜材料，它具有强度高、耐高温、耐化学腐蚀等特点。但是在PVDF膜分离技术应用过程中，PVDF膜表面能低、有极强的疏水性导致其通量低、易污染，严重限制了其