一种PVDF分离膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及膜分离技术领域，特别涉及一种PVDF分离膜及其制备方法。该PVDF分离膜包括PVDF基膜和复合于基膜上的壳聚糖涂层；PVDF基膜由PVDF聚合物和添加剂组成；添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、氯化锂、乙醚或乙二醇中一种或多种；壳聚糖涂层由壳聚糖和酸组成；壳聚糖的脱乙酰度>95％，酸为甲酸、乙酸、盐酸、苯甲酸、丙烯酸中的一种或多种。本发明专利技术PVDF基膜表面复合一层壳聚糖涂层，具有抗菌性，可有效抑制蛋白质等微生物以及腐殖酸等有机物的污染。本发明专利技术复合的壳聚糖层，在后处理过程中直接复合，简单有效，适宜产业化连续生产。本发明专利技术方法工艺简单环保易操作，具有广阔的工业化应用前景。

A PVDF separation membrane and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF分离膜及其制备方法
本专利技术涉及膜分离
，特别涉及一种PVDF分离膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术具有操作简便、设备紧凑、工作环境安全、节约能耗和化学试剂、无相变、无污染等特点，已广泛应用于各行各业，尤其在水处理的领域，现已普遍应用于生活污水、工业废水、生活饮用水的处理等。聚偏二氟乙烯膜(polyvinylidenefluoride，PVDF)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分离膜材料，但由于PVDF膜材料的表面能比较低，使其具有较强的疏水特性，导致PVDF分离膜在水处理过程中膜表面极易受到蛋白质等微生物以及腐殖酸等有机物的污染，造成膜通量下降，增加膜运行清洗维护成本，缩短膜的使用寿命，极大的限制了PVDF膜在工业中的实际应用。因此，如何选用简单易行的方法，解决PVDF膜亲水改性过程中的稳定性、高性能、生产可行性是科研工作者一直努力的方向。CN102652904A中国专利公开了一种PVDF膜表面交联壳聚糖亲水性膜的制备方法。该PVDF基层先经过碱处理后再与壳聚糖溶液复合。其优点是复合层牢固性好；缺点是：碱处理后的PVDF脆性大，降低机械强度；且碱处理不利于大规模机械化生产。CN103785365A中国专利公开了一种金属离子选择性分离复合膜的制备方法，该专利公开的制备方法为壳聚糖与PVDF共混搅拌制膜，但此方法不能将壳聚糖有效官能团汇集于膜表面，影响壳聚糖固有性能的发挥；同时壳聚糖溶解需要用酸的水溶液进行，水为PVDF的不良溶剂，易使PVDF提前凝固，影响铸膜液的均匀性、成膜性，也不利于大规模机械化生产。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种PVDF分离膜及其制备方法。该PVDF分离膜机械强度高，且壳聚糖有效官能团汇集于膜表面，有利于壳聚糖固有性能的发挥，均匀性、成膜性好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种PVDF分离膜，其包括PVDF基膜和复合于基膜上的壳聚糖涂层；PVDF基膜由PVDF聚合物和添加剂组成；添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、氯化锂、乙醚或乙二醇中的一种或多种；壳聚糖涂层由壳聚糖和酸组成；壳聚糖的脱乙酰度>95％，酸为甲酸、乙酸、盐酸、苯甲酸、丙烯酸中的一种或多种。作为优选，PVDF基膜中PVDF聚合物与添加剂的质量比为(8～13)：(0.5～12)；PVDF基膜的厚度为0.03～0.05mm；作为优选，壳聚糖涂层中壳聚糖与酸的质量比为(0.01～2)：(0.05～5)。优选地，壳聚糖涂层中壳聚糖与酸的质量比为(0.2～0.5)：(0.5～2)。作为优选，PVDF聚合物的重均分子量为400～600kda。本专利技术还提供了该PVDF分离膜的制备方法，包括如下步骤：将添加剂和PVDF聚合物依次溶解于有机溶剂中，得到铸膜液；将铸膜液刮膜后，在水中进行凝固，得到PVDF基膜；将壳聚糖、溶解液和水混合，得到含有壳聚糖的溶液；溶解液为酸的水溶液；在PVDF基膜上涂覆含有壳聚糖的溶液，烘干，得到PVDF分离膜。作为优选，添加剂、PVDF聚合物与有机溶剂的质量百分含量为：PVDF聚合物8％～13％，添加剂0.5％～12％，有机溶剂补足至100％。优选地，添加剂、PVDF聚合物与有机溶剂的质量百分含量为：PVDF聚合物12％，添加剂8％，有机溶剂补足至100％。作为优选，有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-二甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或γ-羟基丁酸内酯中的一种或多种。作为优选，含有壳聚糖的溶液中各组分的质量百分含量为：壳聚糖0.01％～2％，溶解液0.02％～5％，水补足至100％。优选地，含有壳聚糖的溶液中各组分的质量百分含量为：壳聚糖0.2％～0.5％，溶解液0.5％～2％，水补足至100％。作为优选，溶解液中酸的浓度为30％～99％。在本专利技术提供的实施例中，盐酸的质量百分浓度为36％。在本专利技术提供的实施例中，乙酸的质量百分浓度为99％。作为优选，PVDF聚合物的溶解温度为60～80℃，溶解时间为3～6h。优选地，PVDF聚合物的溶解温度为70℃，溶解时间为3h。作为优选，刮膜采用聚酯材料无纺布作为支撑层；刮膜的厚度为0.03～0.05mm，刮膜的速度为10～23m/min。作为优选，凝固的温度为0～20℃。优选地，凝固的温度为10℃。作为优选，环境湿度为30％～70％；作为优选，烘干的温度为30～80℃，烘干的速度为2～8m/min。优选地，烘干的温度为40～50℃，烘干的速度为3～3.5m/min。本专利技术提供了一种PVDF分离膜及其制备方法。该PVDF分离膜包括PVDF基膜和复合于基膜上的壳聚糖涂层；PVDF基膜由PVDF聚合物和添加剂组成；添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、氯化锂、乙醚或乙二醇中的一种或多种；壳聚糖涂层由壳聚糖和酸组成；壳聚糖的脱乙酰度>95％，酸为甲酸、乙酸、盐酸、苯甲酸、丙烯酸中的一种或多种。本专利技术具有的技术效果为：1、本专利技术通过在PVDF基膜表面复合一层壳聚糖涂层，由于壳聚糖具有优异的亲水性和抑菌性，使得膜的亲水性增强，赋予膜更光滑的膜表层，使蛋白质、有机物等污染物不易在膜表面沉积，膜运行通量维持在较高的水平，而且经过简单水力清洗后膜通量即可恢复。膜表层复合的壳聚糖分离层具有抗菌性，可有效抑制蛋白质等微生物以及腐殖酸等有机物的污染。2、本专利技术制备PVDF分离膜具有很好的机械强度和耐冲击强度，广泛适用于各种水环境的应用；3、本专利技术复合的壳聚糖层，在后处理过程中直接复合，简单有效，适宜产业化连续生产。4、本专利技术方法工艺简单环保易操作，具有广阔的工业化应用前景。具体实施方式本专利技术公开了一种PVDF分离膜及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。本专利技术解决的技术问题在于提供一种PVDF分离膜，亲水性好，抗污染能力强。本专利技术公开了一种PVDF分离膜，包括：PVDF基膜和复合于基膜上的壳聚糖涂层；本专利技术还公开了一种超滤膜的制备方法，包括以下步骤：(A)提供基膜，所述基膜为PVDF材质微滤膜；(B)在所述基膜上涂覆含有壳聚糖的溶液，得到超滤膜；所述含有壳聚糖的溶液包括壳聚糖、溶解液和水；所述壳聚糖的质量分数为0.01～2％；所述溶解液的质量分数为0.02～5％；优选的，所述溶解液为甲酸、乙酸、盐酸、苯甲酸、丙烯酸中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PVDF分离膜，其特征在于，包括PVDF基膜和复合于基膜上的壳聚糖涂层；/n所述PVDF基膜由PVDF聚合物和添加剂组成；所述添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、氯化锂、乙醚或乙二醇中的一种或多种；/n所述壳聚糖涂层由壳聚糖和酸组成；所述壳聚糖的脱乙酰度>95％，所述酸为甲酸、乙酸、盐酸、苯甲酸、丙烯酸中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种PVDF分离膜，其特征在于，包括PVDF基膜和复合于基膜上的壳聚糖涂层；
所述PVDF基膜由PVDF聚合物和添加剂组成；所述添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙二醇、氯化锂、乙醚或乙二醇中的一种或多种；
所述壳聚糖涂层由壳聚糖和酸组成；所述壳聚糖的脱乙酰度>95％，所述酸为甲酸、乙酸、盐酸、苯甲酸、丙烯酸中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的PVDF分离膜，其特征在于，所述PVDF基膜中PVDF聚合物与添加剂的质量比为(8～13)：(0.5～12)；所述PVDF基膜的厚度为0.03～0.05mm；
所述壳聚糖涂层中壳聚糖与酸的质量比为(0.01～2)：(0.05～5)。


3.根据权利要求1或2所述的PVDF分离膜，其特征在于，所述PVDF聚合物的重均分子量为400～600kda。


4.权利要求1至3中任一项所述PVDF分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将添加剂和PVDF聚合物依次溶解于有机溶剂中，得到铸膜液；将所述铸膜液刮膜后，在水中进行凝固，得到PVDF基膜；
将壳聚糖、溶解液和水混合，得到含有壳聚糖的溶液；所述溶解液为酸的水溶液；
在所述PVDF基膜上涂覆含有壳聚糖...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福泰，刘兴甜，杨艳，王琼，
申请(专利权)人：清大国华环境集团股份有限公司，北京清大国华膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11