本发明专利技术自脱水疏水性分离膜以及制备方法，其在亲水性基膜表面涂覆聚偏氟乙烯粒子，形成具有微纳米级凹凸结构的自脱水疏水性分离膜层；制备方法：将聚偏氟乙烯粒子制成悬浊液；超滤，使聚偏氟乙烯粒子悬浊液涂覆在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面；对涂覆聚偏氟乙烯粒子悬浊液的亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜干燥，得到自脱水疏水性分离膜；其既具有足够强的机械强度，又具有自脱水的功能，疏水性分离膜表面脱离水溶液后，即可自动干燥，从而解决了疏水膜膜孔的干燥问题；该疏水性分离膜的疏水层薄，表面纯水接触角大，可有效减少分离传质阻力，提高分离效率，有利于膜分离技术的大规模工业化应用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术，其在亲水性基膜表面涂覆聚偏氟乙烯粒子，形成具有微纳米级凹凸结构的自脱水疏水性分离膜层；制备方法：将聚偏氟乙烯粒子制成悬浊液；超滤，使聚偏氟乙烯粒子悬浊液涂覆在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面；对涂覆聚偏氟乙烯粒子悬浊液的亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜干燥，得到自脱水疏水性分离膜；其既具有足够强的机械强度，又具有自脱水的功能，疏水性分离膜表面脱离水溶液后，即可自动干燥，从而解决了疏水膜膜孔的干燥问题；该疏水性分离膜的疏水层薄，表面纯水接触角大，可有效减少分离传质阻力，提高分离效率，有利于膜分离技术的大规模工业化应用。【专利说明】
本专利技术涉及膜分离技术，尤其涉及一种适用于水处理领域的海水淡化、高盐度废水处理、反渗透浓水处理等膜蒸馏设备中，还适用于废水脱氨、水中脱气、溴素提取等膜吸收设备中，以及其它涉及水相/气相分离中使用疏水性多孔分离膜的膜分离设备中的。
技术介绍
分离膜材料结构对分离膜的性能有重要影响，对于膜蒸馏、膜吸收等使用的疏水性分离膜的膜分离过程而言，在其分离过程中，无液相物质穿过膜孔，只有气态物质穿过膜孔，从而实现传质分离。 疏水膜的表面疏水化改性是疏水膜制备技术中的重要研究方向之一，当疏水膜的表面疏水性足够高时，可以通过增大膜的孔径和孔隙率来提高疏水膜的膜通量，提高疏水膜的表面疏水性可以使疏水膜在膜蒸馏、膜吸收等领域有更广泛的应用前景。 为了提高分离膜的表面疏水性，通常可以采用共混、表面涂覆硅橡胶等疏水性物质等方法，或进行表面接枝、等离子处理等各种表面化学处理的方法来提高材料的表面疏水性，这些方法存在成本高、不易加工实现以及使用中易发生疏水性丧失等问题；还可以采用在疏水材料表面构建粗糙结构，如采用模板技术、刻蚀技术、机械拉伸、自组装技术等构造粗糙表面进行超疏水改性的方法。但是，目前采用的许多方法都涉及到特定的设备、苛刻的条件和较长的周期，难以用于大面积超疏水表面的制备。 当疏水膜的厚度越薄、表面接触角越大，越有利于有效减少分离传质阻力，提高分离效率。 在膜蒸馏、膜吸收、膜脱气、膜结晶等技术中，核心的组成部分是疏水性多孔分离膜。所有这些涉及水相/气相分离的膜，在实际应用中，由于料液中的污染物在疏水膜材料表面的吸附与沉积，使疏水膜表面和孔道壁面形成亲水化涂层，诱使液态水进入疏水膜的孔道中，导致疏水膜发生亲水化渗漏问题，阻碍了相关膜分离技术的大规模工业化应用。 目前，疏水膜在实际应用中面临的最大难点之一，是疏水膜的干燥问题。虽然通过化学清洗可以除去膜孔道中的污染物，但膜孔道中的液态水难以除去。目前的干燥方法实质都属于加热干燥，最常用的方法有真空干燥和热风吹扫干燥，虽然在实验室条件下，容易实施，但对于大规模工业型应用，需要专用设备，且能耗高。由于分离膜的膜孔道弯曲、孔径变化，水滴被封在膜孔道直径较大处。空气吹扫时，由于部分膜孔先干燥，易透气，使膜两侧气压低，水分不易被吹出。热风吹扫干燥的方法，功效低、且干燥程度不均匀，不能适用于大尺寸膜组件。如将膜组件置于特制真空烘箱中，加热干燥，难以作为工程化实施方法。采用微波加热的方法，虽然加热均匀，但需要大型微波箱体，也难以工程化应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺陷而提供一种，疏水性分离膜既具有足够强的机械强度，又具有自脱水的功能，疏水膜脱离水分后，即可自动干燥，从而解决了疏水膜膜孔的干燥问题；该疏水性分离膜疏水层薄，表面纯水接触角大，可有效减少分离传质阻力，提高分离效率，有利于膜分离技术的大规模工业化应用。 本专利技术的目的是由以下技术方案实现的。 本专利技术自脱水疏水性分离膜，其特征在于:在亲水性基膜表面涂覆一层聚偏氟乙烯粒子，形成具有微纳米级凹凸结构的自脱水疏水性分离膜层；该亲水性基膜为亲水性聚偏氟乙烯多孔膜。 前述的自脱水疏水性分离膜，其中:所述在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面涂覆聚偏氟乙烯粒子所形成的疏水性分离膜层的厚度为I至20 μ m，孔径范围为0.05至2 μ m ;所述亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜的厚度为20至800 μ m,孔径范围为0.05至2 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分离膜层与水的接触角为140至179度。 前述的自脱水疏水性分离膜，其中:所述聚偏氟乙烯粒子的粒径为80nm至10 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分离膜是涂覆在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面的含有聚偏氟乙烯粒子的悬浊液干燥后形成，该悬浮液是将聚偏氟乙烯粒子分散在分散剂中制成，悬浮液中聚偏氟乙烯粒子与分散剂的重量份数比为I至5: 100;该分散剂为乙醇、丙酮或者丁酮。 前述的自脱水疏水性分离膜，其中:所述聚偏氟乙烯粒子的粒径为80nm至10 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分离膜是涂覆在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面的含有聚偏氟乙烯粒子的悬浊液干燥后形成，该悬浮液是将聚偏氟乙烯粒子分散在分散剂和溶剂的混合溶液中制成，悬浮液中聚偏氟乙烯粒子与分散剂和溶剂的混合溶液的重量份数比为I至5: 100;该分散剂为乙醇、丙酮或者丁酮；该溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、环丁砜、二甲基亚砜中的一种或几种的混合溶剂，通过单一溶剂或混合溶剂与分散剂的比例控制，干燥后聚偏氟乙烯粒子与亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜本体有足够的溶合粘接强度，以防止该涂层在膜分离过程中剥离脱落。 前述的自脱水疏水性分离膜，其中:所述溶解聚偏氟乙烯粒子的单一溶剂或混合溶剂与分散剂的重量份数比例是1: 2至20:1。 本专利技术自脱水疏水性分离膜的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (一 )将聚偏氟乙烯粒子搅拌分散在分散剂中或者分散剂和溶解聚偏氟乙烯粒子溶剂的混合溶液中，制成悬浊液； (二)通过超滤的方式，使聚偏氟乙烯粒子涂覆在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，形成沉积层； (三)对涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分离膜进行干燥，使聚偏氟乙烯粒子牢固地附着在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜表面。 前述的自脱水疏水性分离膜的制备方法，其中:所述聚偏氟乙烯粒子的粒径为SOnm至10 μ m ;所述悬浮液是将聚偏氟乙烯粒子分散在分散剂中制成，悬浮液中聚偏氟乙烯粒子与分散剂的重量份数比为I至5: 100;该分散剂为乙醇、丙酮或者丁酮；所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、环丁砜、二甲基亚砜中的一种或几种的混合溶剂，通过单一溶剂或混合溶剂与分散剂的比例控制，干燥后聚偏氟乙烯粒子与亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜本体有足够的溶合粘接强度，以防止该涂层在膜分离过程中剥离脱落；该单一溶剂或混合溶剂与分散剂的重量份数比例是1: 2至20:1。 前述的自脱水疏水性分离膜的制备方法，其中:所述在亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面涂覆的聚偏氟乙烯粒子疏水性分离膜层的厚度为I至20 μ m，孔径范围为0.05至 2μ m ;所述亲水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜的厚度为20至800 μ m,孔径范围为0.05至2 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分离膜层与水的接触角为140至179度。 前述的自脱水疏水性分离膜的制备方法，其中:所述对涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分离膜进行干燥，是将分离膜在常温空气中晾干后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自脱水疏水性分离膜，其特征在于：在亲水性基膜表面涂覆一层聚偏氟乙烯粒子，形成具有微纳米级凹凸结构的自脱水疏水性分离膜层；该亲水性基膜为亲水性聚偏氟乙烯多孔膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓龙，陈华艳，程认认，张如意，倪文彧，武春瑞，高启君，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。