具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：第一步：将聚偏氟乙烯膜清洗晾干后，置于低温等离子体仪中进行预处理，将预处理后的聚偏氟乙烯膜放在空气中氧化；第二步：将氧化后的聚偏氟乙烯膜浸于丙烯酸水溶液中进行表面接枝聚合反应，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜；第三步：将聚丙烯酸表面改性的PVDF膜清洗后，置于聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性、电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。本发明专利技术制备得到具有荷电多样性表面的聚偏氟乙烯分离膜表现出了较好的抗污染性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，其特征在于，具体步骤包括：第一步：将聚偏氟乙烯膜清洗晾干后，置于低温等离子体仪中进行预处理，将预处理后的聚偏氟乙烯膜放在空气中氧化；第二步：将氧化后的聚偏氟乙烯膜浸于丙烯酸水溶液中进行表面接枝聚合反应，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜；第三步：将聚丙烯酸表面改性的PVDF膜清洗后，置于聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性、电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。本专利技术制备得到具有荷电多样性表面的聚偏氟乙烯分离膜表现出了较好的抗污染性能。【专利说明】
本专利技术属于分离膜表面改性领域，具体涉及一种利用等离子体技术和静电吸附作用制备具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的方法。
技术介绍
水处理技术与人类赖以生存的水资源利用和保护息息相关，随着社会经济的发展成为人们最为关注的问题，膜分离技术适用于水处理技术中表现出了巨大的潜力，但是由于水处理环境的复杂多样性，包括工业废水、生活污水、饮用水处理等各种领域，存在酸性、碱性、有机溶剂等各种分离环境，分离过程中膜污染、膜腐蚀等问题严重制约了膜技术的大范围推广应用，单一的分离膜材料远远不能满足实际应用的需要，因此基于使用环境，制备具有应用针对性的分离膜，在推广膜技术的具有不可取代的作用。聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化学惰性、热稳定性和机械性能，是较为理想的膜材料，但同时由于其成膜后极低的表面能，极易造成有机污染物在膜表面和膜孔中聚集，极大程度上降低了分离效率和使用寿命。等离子体技术作用在膜材料表米娜几百纳米以内，在不影响膜本体材料物化性能的同时，可在膜表面引入大量的活性官能团，在表面改性领域潜力巨大。聚电解质复合物不溶不熔，在绝大多数酸碱环境和有机溶剂中保持性质稳定，同时大量的研究工作表明膜表面的荷电性质在抑制污染物吸附方面具有独特的优势。因此本专利技术利用等离子体技术，根据不同的分离环境体系将带有不同荷电性的聚电解质引入到PVDF膜表面，以增强其抗污效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是针对酸性或者碱性环境，相应的制备表面带有正电、负电或者两性离子的荷电表面的PVDF膜，最大程度上发挥改性膜表面的抗污效果，提升膜分离效率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种，其特征在于，具体步骤包括:第一步:将聚偏氟乙烯膜清洗晾干后，置于低温等离子体仪中进行预处理，将预处理后的聚偏氟乙烯膜放在空气中氧化；第二步:将氧化后的聚偏氟乙烯膜浸于丙烯酸水溶液中进行表面接枝聚合反应，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜；第三步:将聚丙烯酸表面改性的PVDF膜清洗后，置于聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性、电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。优选地，所述第一步中的预处理的处理条件为:膜与电极之间距离为5~10厘米，腔室内通入的放电气体为氦气、氧气或氮气，气体压力20-100帕，放电功率为50~150瓦，处理时间为30~180秒。优选地，所述第二步中的丙烯酸水溶液的浓度为25?75%。优选地，所述第二步中的表面接枝聚合反应在氮气保护下进行，反应温度为50?80°C，反应时间为0.5?3小时。优选地，所述第三步中的吸附时间为10?300分钟，聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液以及两性离子甜菜碱类聚合物溶液的浓度为0.01-20%。优选地，所述的还包括:第四步:将第三步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电负性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。更优选地，所述的还包括:第五步:重复进行第三步或第三步和第四步。更优选地，所述的还包括:第五步:将第四步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电正性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。更优选地，所述的还包括:第六步:重复进行第三步、第三步和第四步或第三步至第五步。优选地，所述的还包括:第四步:将第三步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电正性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于聚阴离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。更优选地，所述的还包括:第五步:重复进行第三步或第三步和第四步。更优选地，所述的还包括:第五步:将第四步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电负性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。更优选地，所述的还包括:第六步:重复进行第三步、第三步和第四步或第三步至第五步。优选地，所述的聚阳离子电解质溶液为壳聚糖溶液、聚4-乙烯基吡啶季铵盐溶液、聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液或聚乙烯氯化亚胺溶液。优选地，所述的聚阴离子电解质溶液为海藻酸钠溶液、聚苯乙烯磺酸钠溶液、聚磷酸盐溶液、聚丙烯酸溶液或聚甲基丙烯酸溶液。优选地，所述的聚偏氟乙烯膜为平板膜或中空纤维膜。本专利技术所制备的各种膜应分别应用于不同的分离环境中，其中表面带有正电的改性膜应用与分离酸性环境体系，表面带有负电的改性膜应用于分离碱性环境体系，表面带有两性离子的改性膜在酸性或者碱性环境中都可应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术首先利用低温等离子体处理聚偏氟乙烯基膜，在膜表面引入可引发聚合接枝的活性位点，后在聚丙烯酸水溶液中进行接枝聚合，促使聚偏氟乙烯膜表面带有负电，利用正负电荷间的静电力，在膜表面先后吸附聚阳离子电解质如壳聚糖、聚4乙烯基吡啶季铵盐、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯氯化亚胺等，聚阴离子电解质如聚丙烯酸、海藻酸钠、聚苯磺酸、聚磷酸盐、聚甲基丙烯酸等，或者呈现电中性的甜菜碱类两性离子聚合物，制备得到具有荷电多样性表面的聚偏氟乙烯分离膜，分别应用于对应的不同分离环境中，表现出了较好的抗污染性能。【具体实施方式】下面结合实施例，进一步详细阐述。应当明确，这些实施例仅适用于本专利技术而不局限于本专利技术的技术范围，在阅读了解本专利技术的内容后，本领域的技术人员可以对本专利技术作各种改动，但这些等价形式都属于本申请所附权利要求书所限定的范围内。实施例中各溶液的浓度如无特殊说明，均为质量浓度。实施例1将一定长度的PVDF中空纤维膜清洗晾干后，置于低温等离子体仪中进行预处理，处理条件为:膜与电极之间距离为5厘米，腔室内通入的放电气体为氧气，放电功率为50瓦，气体压力20帕，处理时间为60秒。将预处理后的PVDF膜放在空气中氧化10分钟后浸于50%的丙烯酸水溶液中，氮气保护下进行表面接枝聚合反应2小时，反应温度60°C，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜；将聚丙烯酸表面改性的PVDF膜先后置于I %壳聚糖溶液、I %海藻酸钠溶液、I %壳聚糖溶液、I %海藻酸钠溶液中进行吸附，每次吸附lOmin，每次吸附前后，改性膜都应在蒸馏水中充分清洗，最终得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性的聚偏氟乙烯多孔膜。实施例2将一定长度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：第一步：将聚偏氟乙烯膜清洗晾干后，置于低温等离子体仪中进行预处理，将预处理后的聚偏氟乙烯膜放在空气中氧化；第二步：将氧化后的聚偏氟乙烯膜浸于丙烯酸水溶液中进行表面接枝聚合反应，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜；第三步：将聚丙烯酸表面改性的PVDF膜清洗后，置于聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性、电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何春菊，赵新振，秦爱文，马博谋，刘大朋，李翔，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：