聚合物微孔膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种聚合物微孔膜及其制备方法与应用；该聚合物微孔膜包括聚合物基膜以及金属络合物，金属络合物一部分分布于聚合物基膜外表面，另一部分包覆聚合物基膜内部的孔道表面。该聚合物微孔膜中金属络合物均匀分布于聚合物基膜的外表面以及内部孔道表面，极大提高了聚合物微孔膜对水中污染物的催化降解效率或吸附容量。率或吸附容量。率或吸附容量。

【技术实现步骤摘要】
聚合物微孔膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，特别是涉及聚合物微孔膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，聚合物微孔膜越来越广泛的用于水的净化处理，随着水中污染物越来越复杂，尤其是水中微污染物种类的不断增加，传统的聚合物微孔膜往往难以实现水净化的高标准需求。为了提高聚合物微孔膜的净水效果，通常会将聚合物微孔膜浸入含有金属纳米材料的溶液中进行改性，或者，直接在铸膜液中加入金属纳米材料，然而，以上两种方式均无法使金属纳米材料在聚合物微孔膜中均匀分布，且净水效果有待提高。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种聚合物微孔膜及其制备方法与应用，该聚合物微孔膜中金属络合物均匀分布于聚合物基膜的外表面以及内部孔道表面，有效的提高了聚合物微孔膜对水中污染物的催化降解效率或吸附容量，进而使聚合物微孔膜具有优异的净水效果。
[0004]本专利技术提供了一种聚合物微孔膜，所述聚合物微孔膜包括聚合物基膜以及金属络合物，所述金属络合物一部分分布于所述聚合物基膜外表面，另一部分附着于所述聚合物基膜内部的孔道表面。
[0005]在一实施方式中，2微升水在所述聚合物微孔膜表面的初始接触角小于或等于60
°
，且浸润时间小于或等于20秒。
[0006]在一实施方式中，所述金属络合物在所述聚合物微孔膜中的质量分数为5％
‑
20％；
[0007]及/或，所述聚合物基膜外表面的金属络合物的粒径为1纳米
>‑
50纳米，所述聚合物基膜内部的孔道表面的金属络合物的粒径为1纳米
‑
30纳米。
[0008]在一实施方式中，所述聚合物基膜的材料选自聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚乳酸或聚氯乙烯中的至少一种。
[0009]一种如上述的聚合物微孔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将聚合物溶液与复合溶液混合，得到铸膜液，其中，所述聚合物溶液中包括有聚合物以及亚胺类单体，所述复合溶液中包括有多元酚类化合物、第一金属盐以及第一酸性物质；
[0011]将所述铸膜液制成初生膜；以及
[0012]将所述初生膜置于凝胶浴中进行相转化，得到聚合物微孔膜，其中，所述凝胶浴中包括有第二金属盐以及第二酸性物质。
[0013]在一实施方式中，所述复合溶液中，所述多元酚类化合物的质量分数为5％
‑
30％，所述第一金属盐的质量分数为2％
‑
20％。
[0014]在一实施方式中，所述复合溶液中，所述多元酚类化合物选自茶多酚、咖啡碱或单
宁酸中的至少一种；所述第一金属盐选自铁氰酸盐或亚铁氰酸盐。
[0015]在一实施方式中，所述聚合物溶液中，所述聚合物的质量分数为10％
‑
25％，所述亚胺单体的质量分数为0.5％
‑
5％；
[0016]及/或，所述聚合物溶液与所述复合溶液的质量比为8：1
‑
26：1。
[0017]在一实施方式中，所述凝胶浴中，所述第二金属盐的金属离子选自铁离子、锌离子、钴离子、镍离子或铜离子中的至少一种，所述第二金属盐的阴离子选自氯离子、硫酸根离子或硝酸根离子中的至少一种；
[0018]及/或，所述第二金属盐的质量分数为0.4％
‑
5％。
[0019]一种如上述的聚合物微孔膜在水处理装置中的应用。
[0020]本专利技术提供的聚合物微孔膜中，金属络合物均匀分布于聚合物基膜的外表面以及内部孔道表面，不仅提高了金属络合物在聚合物微孔膜中的负载量，而且增大了金属络合物与废水的接触面积，从而有效的提高了聚合物微孔膜对水中污染物的催化降解效率或吸附容量，进而使聚合物微孔膜具有优异的净水效果。
[0021]本专利技术提供的聚合物微孔膜的制备方法中，首先，复合溶液中的多元酚类化合物能够与第一金属盐络合形成金属络合物，金属络合物在第一酸性物质和水的促溶作用下，很好的溶解于铸膜液中，从而在铸膜液中引入金属络合物；其次，聚合物溶液中的亚胺类单体能够与多元酚类化合物发生弱交联反应，提高了多元酚类化合物在初生膜中负载稳定性，避免了多元酚类化合物的流失；再次，在进行相转化的过程中，凝胶浴中的第二金属盐能够与初生膜中的多元酚类化合物进一步络合，从而在聚合物微孔膜的外表面以及内部孔道表面的原位生长金属络合物，进而大幅提高了金属络合物在聚合物微孔膜中的负载量以及负载稳定性，有效的提高了聚合物微孔膜对水中污染物的催化降解效率或吸附容量，使膜分离效应与金属络合物的催化作用或吸附作用有机集合，进而实现具有优异净水效果的聚合物微孔膜的简单制备。
附图说明
[0022]图1为实施例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜在1千放大倍数下的断面扫描电镜图；
[0023]图2为实施例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜在2万放大倍数下的断面扫描电镜图；
[0024]图3为实施例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜在5万放大倍数下的表面扫描电镜图；
[0025]图4为实施例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜的表面水滴接触角测试图；
[0026]图5为实施例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜的表面水滴接触角随时间变化曲线图；
[0027]图6为对比例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜在8百放大倍数下的断面扫描电镜图；
[0028]图7为对比例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜在2万放大倍数下的断面扫描电镜图；
[0029]图8为对比例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜在5万放大倍数下的表面扫描电镜图；
[0030]图9为对比例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜的表面水滴接触角测试图；
[0031]图10为对比例1制得的聚偏氟乙烯微孔膜的表面水滴接触角随时间变化曲线图。
具体实施方式
[0032]以下将对本专利技术提供的聚合物微孔膜及其制备方法与应用作进一步说明。
[0033]本专利技术提供的聚合物微孔膜，聚合物微孔膜包括聚合物基膜以及金属络合物，金
属络合物一部分分布于聚合物基膜外表面，另一部分附着于聚合物基膜内部的孔道表面；不仅提高了金属络合物在聚合物微孔膜中的负载量，而且增大了金属络合物与废水的接触面积，从而有效的提高了聚合物微孔膜对水中污染物的催化降解效率或吸附容量。
[0034]在一实施方式中，金属络合物在聚合物微孔膜中的质量分数为5％
‑
20％，具体的，金属络合物在聚合物微孔膜中的质量分数为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。
[0035]为了提高金属络合物在聚合物微孔膜中的负载量，同时，更好的避免金属络合物堵塞聚合物微孔膜的孔道，在一实施方式中，聚合物基膜外表面的金属络合物的粒径为1纳米
‑
50纳米，具体的，聚合物基膜外表面的金属络合物的粒径为1纳米、5纳米、10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物微孔膜，其特征在于，所述聚合物微孔膜包括聚合物基膜以及金属络合物，所述金属络合物一部分分布于所述聚合物基膜外表面，另一部分附着于所述聚合物基膜内部的孔道表面。2.根据权利要求1所述的聚合物微孔膜，其特征在于，2微升水在所述聚合物微孔膜表面的初始接触角小于或等于60
°
，且浸润时间小于或等于20秒。3.根据权利要求1所述的聚合物微孔膜，其特征在于，所述金属络合物在所述聚合物微孔膜中的质量分数为5％
‑
20％；及/或，所述聚合物基膜外表面的金属络合物的粒径为1纳米
‑
50纳米，所述聚合物基膜内部的孔道表面的金属络合物的粒径为1纳米
‑
30纳米。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的聚合物微孔膜，其特征在于，所述聚合物基膜的材料选自聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚乳酸或聚氯乙烯中的至少一种。5.一种如权利要求1
‑
4任一项所述的聚合物微孔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚合物溶液与复合溶液混合，得到铸膜液，其中，所述聚合物溶液中包括有聚合物以及亚胺类单体，所述复合溶液中包括有多元酚类化合物、第一金属盐以及第一酸性物质；将所述铸膜液制成初生膜；以及将所述初生膜置于凝胶浴中进行相转化，得到聚合物微孔膜，其中，所述凝胶浴中包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海波，刘富，韩秋，柳杨，李贵亮，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：