一种PVDF/PDMS@TiO2自清洁微纳米滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PVDF/PDMS@TiO2微纳米滤膜制备方法，所述的微纳米滤膜是由静电纺丝制备的直径分布在微纳米级别的PVDF/PDMS纤维内部镶嵌的平均粒径25nm的TiO2纳米颗粒构成的复合空气过滤膜。本发明专利技术属于空气过滤器技术领域，微纳米滤膜的高过滤性能、超疏水性能和光催化性能的协同作用保证对颗粒物高过滤的同时，实现对颗粒物的绿色降解，使微纳米滤膜具有自清洁功能，极大的延长了微纳米滤膜的使用寿命，在环境保护和空气污染防治具有很高的应用前景和理论指导价值。本发明专利技术采用的制备方法简单、可操作性强，成本低廉、环境友好、PM过滤效率较高，可作为PVDF/PDMS@TiO2微纳米滤膜大规模批量生产的方法，制备方法易于工业化生产，方法普适性强。方法普适性强。方法普适性强。

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF/PDMS@TiO2自清洁微纳米滤膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及空气过滤器
，具体是一种自清洁微纳米滤膜的制备方法。

技术介绍

[0002]聚偏氟乙烯Poly(vinylidene fluoride)，英文缩写PVDF，主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，具有氟树脂和通用树脂的特性，具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射等性能。PVDF微纳米膜表面可以永久储存电荷而且具有较高的偶极矩，对空气中的PM颗粒具有较好的过滤性能。自从PVDF 材料作为空气过滤材料以来，为提高其过滤性能和使用寿命，很多相关研究者对其进行了表面改性。为了提高PVDF微纳米滤膜的过滤性能和使用寿命，本专利技术引入了PDMS(聚二甲基硅氧烷)和纳米TiO2。PDMS具有透明度高，耐热性、耐寒性好，疏水性好，可以有效改善纤维膜表面形貌具有超疏水性能。纳米TiO2有优异的紫外线吸收、光催化杀菌、分解有机污染物等性能，可以使纳米纤维表面更加粗糙，增强过滤性能，也实现对微纳米滤膜所吸附颗粒物中有机碳的光降解。

技术实现思路

[0003]一种PVDF/PDMS@TiO2自清洁微纳米滤膜的制备方法。所制备的微纳米滤膜对空气中的 PM2.5过滤性能达到99％以上、阻力压降56Pa，通过水滴可以表面的灰尘冲洗干净，利用光催化作用降解吸附的PM颗粒，实现了自清洁性能脱附效率可达到80％，极大的延长微纳米滤膜使用寿命降低PM颗粒带来的危害。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]一种PVDF/PDMS@TiO2自清洁微纳米滤膜，所述微纳米滤膜有PVDF、PDMS、TiO2按质量比7：3：0.5静电纺丝而成，PVDF膜的高滤低阻的性能协同PDMS的超疏水性能和纳米TiO2的光降解性能实现对PM2.5高过滤的同时完成自我清洁功能。
[0006]制备PVDF/PDMS@TiO2自清洁微纳米滤膜的制备详细过程如下：
[0007]步骤一：称取一定量的PVDF(聚偏氟乙烯)和纳米TiO2溶解在DMF(N,N
‑
二甲基甲酰胺) 进行超声分散20min，超声分散结束后将溶液进行磁力搅拌，以800r/min速度搅拌6h；
[0008]步骤二：称取一定量的PDMS(聚二甲基硅氧烷)溶解到THF(四氢呋喃中)，进行磁力搅拌，以800r/min速度搅拌1h；
[0009]步骤三：将制备PVDF溶液和PDMS溶液混合，进行磁力搅拌至混合均匀，将混合溶液进行超声分散10min排出气泡；
[0010]步骤四：将制备的混合溶液转移到注射器中，用静电纺丝设备制膜，实验参数为：注射速率1.0mL/h；电压18kV；纳米纤维接收距离12cm；温度25℃；湿度40％，控制不同纺丝时间制备微纳米滤膜；
[0011]步骤五：将制备的微纳米滤膜在真空干燥箱内60℃内干燥24h，去除未挥发的溶剂。将制备的微纳米滤膜进行各项测试。
所示，降解效率可以达到80％以上。
[0021]本专利技术PVDF/PDMS@TiO2自清洁微纳米滤膜同时兼具高效过滤效率及较低的阻力压降。本专利技术生产成本较低应用广泛，可以高效过滤PM颗粒实现空气净化的同时，完成对PM颗粒的绿色降解实现对污染物的自清洁。
[0022]实施例对本专利技术进行了具体描述，但只用于对本专利技术作进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制。对于本领域的技术人员在不背离专利技术精神和保护范围的情况下做出的其它变化和修改，倘若这些修改和变型在本专利技术权利要求范围内，则本专利技术也意图包含这些变化和修改。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVDF(聚偏氟乙烯)/PDMS(聚二甲基硅氧烷)@TiO2具有自清洁功能的微纳米空气过滤膜，其特征在于：所述微纳米滤膜由PVDF、PDMS、TiO2按质量比：7:3:0.5混合均匀由静电纺丝技术制备而成。2.7PVDF:3PDMS:0.5TiO2微纳米滤膜，其特征在于：以PVDF为基材采用静电纺丝制备的微纳米滤膜具有优异的透气性和过滤性能，微纳米滤膜内部纤维直径分布均匀、比表面积较高且孔径分布在微纳米级别可以高效过滤空气中的PM颗粒；PVDF材料和PDMS材料具有较小的表面功能，通过静电纺丝制备的微纳米滤膜表面较为粗糙，制备的微纳米滤膜具有超疏水性能疏水角达到153
°
，在过滤时表面沉积的灰尘或可溶性无机盐等在水流作用下冲刷干净；另外TiO2具有优异光降解性能，在光的照射下可以将PM颗粒中的对人体有害的有机碳成分进行绿色降解，以水和二氧化碳形式释放不会产生二次污染。微纳米滤膜的高过滤性能、超疏水性能和光降解性能协同作用对吸附的PM颗粒进行及时的降解，降低PM颗粒的危害提高了微纳米膜实验寿命。3.一种7PVDF:3PDMS:0.5TiO2微纳米滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制备前驱液，称量0.7gPV...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨征仁，甄玉花，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：