一种超疏水改性纳米纤维膜及其制备方法和应用.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CN106984194A(43)申请公布日2017.07.28(21)申请号201710280034.4B01D71/34(2006.01)(22)申请日2017.04.25B01D71/68(2006.01)C02F1/08(2006.01)(71)申请人浙江大学D06M11/74(2006.01)地址310013浙江省杭州市西湖区余杭塘D06M101/22(2006.01)路866号D06M101/30(2006.01)(72)发明人张林阎康康侯立安C02F103/08(2006.01)(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人朱朦琪(51)Int.Cl.B01D61/36(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D71/26(2006.01)B01D71/30(2006.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种超疏水改性纳米纤维膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，步骤为：将疏水性高聚物、电解质与溶剂A混合得到高聚物纺丝溶液，经静电纺丝后得到纳米纤维膜；将碳纳米纤维、纳米碳颗粒分散于溶剂B中，分别得到碳纳米纤维分散液和纳米碳颗粒分散液，并依次涂覆于纳米纤维膜上，干燥后得到前驱体；最后进行热压，得到超疏水改性纳米纤维膜。本发明公开了一种超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，避免了将纳米颗粒直接掺杂进静电纺丝液中导致的大量结点的产生，该方法简单方便，制备得到的改性纳米纤维膜的疏水性能好，同时孔隙率大，通量大，截留率极高，满足膜蒸馏过程的用膜需要。CN106984194ACN106984194A权利要求书1/2页1.一种超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将疏水性高聚物、电解质与溶剂A混合得到高聚物纺丝溶液，经静电纺丝后得到纳米纤维膜；(2)将碳纳米纤维、纳米碳颗粒分散于溶剂B中，分别得到碳纳米纤维分散液和纳米碳颗粒分散液，并依次涂覆于步骤(1)所述的纳米纤维膜上，干燥后得到前驱体；(3)对步骤(2)所得前驱体进行热压，得到所述的超疏水改性纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的疏水性高聚物选自聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚砜或聚醚砜；所述的电解质选自氯化锂、氯化钠或氯化钾；所述的溶剂A选自真溶剂，或者是真溶剂与稀释剂组成的混合液；所述的真溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、碳酸二甲酯中的至少一种；所述的稀释剂选自甲基乙基酮、丙酮、己烷、丁酮、乙酸乙酯中的至少一种；所述高聚物纺丝溶液的质量百分比浓度为4～30％。3.根据权利要求2所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述高聚物纺丝溶液中电解质的质量百分比浓度为0.001～0.01％。4.根据权利要求1、2或3所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述静电纺丝的工艺为：电压为8～40kV，纺丝溶液的推进速度为0.2～4mL/min，针尖到接收滚筒的距离为8～25cm，静电纺丝针头内径为0.1～1.0mm，纺丝过程空气的相对湿度为45±10％，环境温度为20±15℃，接收滚筒的转速为4～50r/min，静电纺丝时间为4～20小时。5.根据权利要求1所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳纳米纤维的直径为50～200nm，长度为10～100μm；所述纳米碳颗粒的直径为10～80nm。6.根据权利要求5所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂B选自乙醇、甲醇、丙酮、乙醚、苯、甲苯、己烷、环己烷、石油醚、乙酸乙酯中的至少一种；所述碳纳米纤维分散液和纳米碳颗粒分散液的浓度独立地选自0.05g/L～10g/L。7.根据权利要求1所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纳米纤维膜上的碳纳米纤维沉积密度为5～100g/m2；纳米碳颗粒的沉积密度为5～50g/m2。8.根据权利要求1所述的超疏水改性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的热压在真空中进行，热压时间为1～3h，热压温度为80～300℃，热压压力为0.2～5MPa。9.一种根据权利要求1～8任一权利要求所述的方法制备的超疏水改性纳米纤维膜，其特征在于，包括纳米纤维膜和沉积在所述纳米纤维膜至少一个表面的复合超疏水层；所述的复合超疏水层由碳纳米纤维网络和纳米碳颗粒组成；所述超疏水改性纳米纤维膜的水接触角为150°～170°。10.一种根据权利要求9所述