一种超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法及应用.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CN107441961A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710844396.1(22)申请日2017.09.14(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号(72)发明人赵军强李冬阳韩洪蕊闫彩霞冯霞赵义平陈莉(51)Int.Cl.B01D71/34(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D17/022(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种新型聚合物改性聚偏氟乙烯(PVDF)油水乳液膜的制备方法。本发明以PVDF为原料，多巴胺和端巯基超支化聚丙烯酰吗啉为改性剂，通过PVDF浸没在多巴胺溶液(pH＝8.5)中，使多巴胺在PVDF膜表面自聚沉积，形成聚多巴胺层，利用多巴胺粘附性进行二次功能化改性，将端巯基超支化聚丙烯酰吗啉涂覆在膜孔及膜表面。本发明提供的方法适用于油水分离领域。超支化聚合物提高PVDF膜亲水性，使所制备的PVDF膜具有表面超亲水、水下超疏油及抗污染的性质。CN107441961ACN107441961A权利要求书1/1页1.一种超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法，其特征在于分离膜中含有端巯基超支化聚丙烯酰吗啉。2.端巯基支化聚丙烯酰吗啉制备方法，其制备方法包括如下步骤：1)、采用丙烯酰吗啉(ACMO)、三硫代碳酸脂(VBPT)、偶氮二异丁腈(AIBN)和甲苯在惰性气体保护下，在磁力搅拌下升温至70℃，反应48h；反应结束，溶液在70℃下旋蒸，除去部分甲苯；将旋蒸后的溶液逐滴加入到冰正己烷溶液中得到黄色沉淀，再用正己烷溶液洗涤两次。上述黄色沉淀真空干燥24h，即得到超支化聚丙烯酰吗啉。2)、上述制得超支化聚丙烯酰吗啉溶解在70ml蒸馏水中，加入过量乙二胺，在磁力搅拌下室温反应48h；反应结束，产物在室温下透析48h，每隔4h换一次透析液；将透析完的产物在冰箱中冷冻12h，真空干燥24h，即得到端巯基超支化聚丙烯酰吗啉。3.根据权利要求1所述的超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法，其制备方法包括如下步骤：1)、将预处理的PVDF膜浸没在多巴胺缓冲溶液中并置于摇床中振荡反应；反应结束，将PVDF膜从多巴胺缓冲液中取出，用蒸馏水洗净，即得到多巴胺改性PVDF膜；2)、将上述多巴胺改性PVDF膜浸泡在Tris-HCl缓冲溶液中，真空除氧并加入超支化聚丙烯酰吗啉，再加入一定量的三乙胺；置于摇床中振荡反应，之后通大气继续反应；反应结束，用蒸馏水洗净，烘干，即得到端巯基超支化聚丙烯酰吗啉改性PVDF膜。4.根据权利要求2所述的超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法，其特征在于步骤一中PVDF膜的孔径为0.2-5.0μm。5.根据权利要求2所述的超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述聚合物为端巯基超支化聚丙烯酰吗啉。2CN107441961A说明书1/4页一种超亲水PVDF油水乳液分离膜的制备方法及应用[0001]【技术领域】：本发明涉及改性高分子膜材料制备方法，具体涉及一种新的表面超亲水PVDF油水分离膜的制备方法及其在油水分离中的应用。[0002]【背景技术】：膜分离技术具有节能、环保及操作简单等优点。因此，被大量应用于化工、医药、环保及水处理等领域。PVDF膜具有良好的化学稳定性、热稳定性、机械强度，已成为一种广泛应用的膜材料。尽管PVDF膜因其显著的优势而被各个行业所青睐，但是其还存在疏水性较强，渗透性能差等缺点，导致膜在使用过程中容易受污染、缩短膜的使用寿命；同时，由于PVDF膜使用过程一直处于水环境中，特别是在水处理过程中，易于膜表面污染，致使膜的性能降低。因此，改善PVDF膜的亲水性同时提高抗污性是影响膜发展的关键因素。[0003]近年来，仿生学研究发现，海洋贻贝能够分泌一种具有超强粘附特性的腺液，并在海水中迅速固化成足丝，将贻贝牢固地附着在船体、岩石等固体表面。多巴胺有着相似的仿生特性，利用多巴胺这种粘附特性，将其衍生的聚合物和膜分离技术结合具有很好的应用前景。在常温或者弱碱性水溶液中，邻苯二酚基团容易氧化并与自身发生反歧化反应，生成半醌自由基，偶联形成交联键。虽然，经过多巴胺改性膜的性能明显提高，但是还存在缺点。因此，利用多巴胺的粘附性和氧化生成的醌基容易与氨基、巯基等功能性基团反应的特点，对膜进行二次功能化改性是目前研究较多的领域。[0004]超支化聚合物是一种理想的单分散的大分子，并且具有规则的、高度支化的三维空间结构，在支化结构的末端含有大量的功能性基团。可逆加成-断裂链转移自缩合乙烯基聚合(RAFT)是常见的制备超支化聚合物的方法之一