【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备全疏膜的方法，尤其涉及一种静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法。
技术介绍
1、膜蒸馏技术在高盐废水处理领域方面具有广阔的前景，但其面临着膜污染与膜润湿的问题，这成为了阻碍膜蒸馏技术的工业应用的主要绊脚石。全疏膜因其独特浸润性质，在膜蒸馏过程中展现出较好的抗污染与抗润湿的作用。目前主要通过在疏水膜表面沉积纳米粒子(如sio2、zno、tio2)构建微纳米结构，并通过表面的氟化改性进一步降低表面能，从而构建全疏膜。elimelech等于2014年最先开发出全疏膜(environ.sci.technol.lett，2014，1(11)：443-447)，其将纳米二氧化硅粒子附着在亲水性的玻璃纤维(gf)膜上，随后通过氟化烷基硅烷改性gf膜以获得全疏膜。纳米二氧化硅粒子在gf表面与膜孔的聚集，构筑了一个多尺度的凹入结构；同时，氟化改性降低了gf膜的表面能，显著提升了膜的抗润湿性能。改性后的全疏膜对水和矿物油的接触角分别约为150°和110°。受该工作的启发，许多研究者在此基础上对全疏膜进一步优化，以获得更优的抗润湿性。总之，目前制备全疏膜的方法一般均是在成膜后进行的各种修饰，制备过程复杂，难以实现全疏膜的规模化制备与应用。
2、专利(cn 202210258170.4)公开了一种喷雾诱导非溶剂致相转化与点击化学协同制备全疏膜的方法。该方法使用以聚偏氟乙烯为主体结构的聚合物为原料，通过喷雾诱导非溶剂致相转化法本体构造具有微纳米层级结构的基膜。后续将基膜通过强碱naoh溶液使膜表面羟基化，然后在强
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在提供一种静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，该方法利用荷正电铸膜液与阴离子含氟表面活性剂之间的静电相互作用实现膜表面的“持久氟化”，因而可在相转化成膜过程中实现微纳结构与氟化改性的一步法协同构筑。
2、技术方案：本专利技术所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，包括如下步骤：
3、(1)荷正电铸膜液的配置：以具有c-cl键的聚合物作为成膜材料，以胺基化合物作为亲水与荷电性修饰剂，以聚乙烯吡咯烷酮(pvp)作为常规致孔添加剂，将上述物质溶解在有机溶剂中，配置成均一透明的荷正电膜铸膜液；
4、(2)阴离子含氟表面活性剂溶液的配置：将阴离子含氟表面活性剂溶解于水中，配置成均相表面活性剂溶液，置于喷枪中；
5、(3)将荷正电铸膜液倒在玻璃板上，刮制成液膜；
6、(4)利用喷枪将阴离子含氟表面活性剂溶液喷洒在步骤(3)中的液膜表面；
7、(5)将步骤(4)得到的液膜置于水相凝固浴中，待其充分完成相转化，冷冻干燥，即可得到全疏膜。
8、进一步地，步骤(1)所述成膜材料为聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(pvdf-ctfe)、聚氯乙烯(pvc)等中的一种或两种；所述胺基化合物为葡甲胺、多巴胺、丝氨醇或三(羟甲基)甲基甲胺等；在荷正电膜铸膜液中，成膜材料的浓度为10～30wt％，胺基化合物的浓度为1～10wt％，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为1～20wt％。
9、进一步地，步骤(2)所述含氟表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠或fs-66等，含氟表面活性剂在水中的浓度大于其临界胶束浓度。
10、进一步地，步骤(4)喷枪喷涂时间控制在2-60s以内。
11、进一步地，步骤(5)所述的水相凝固浴温度为20-50℃。
12、进一步地，利用所述方法制备得到的全疏膜在空气中的水接触角≥148°，对矿物油的接触角≥98°，水通量≥87lm-2h-1。
13、专利技术原理：由于pvdf-ctfe、pvc分子链上的c-cl键键能低，可与葡甲胺类胺基化合物发生取代反应，因此在铸膜液配置过程中，通过引入葡甲胺类胺基化合物既可实现葡甲胺类胺基化合物在pvdf-ctfe、pvc上的接枝，进而得到荷正电的铸膜液。进一步，利用喷枪，可将含有阴离子含氟表面活性剂的溶液喷洒到荷正电铸膜液表面，喷枪内部喷出的溶液可实现膜表面微纳结构的构筑，同时阴离子含氟表面活性剂可通过与荷正电铸膜液之间的静电相互作用，形成亲水端朝内(即朝向铸膜液)，全氟链段端朝外的排布方式，这样便可简单实现微纳结构与氟化修饰的同步进行，将上述液膜放入水相凝固浴固化之后，便可得到全疏膜。该方法简单，在相转化过程中即可完成，不涉及复杂的后修饰工序，因而可实现规模化制备。
14、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：方法简单易行，在相转化过程中即可完成，不涉及复杂的后修饰工序，因而可实现规模化制备。制备的全疏膜对水与矿物油均表现出较高的接触角，其中对水可达到超疏水的状态。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(1)所述成膜材料为聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯或聚氯乙烯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(1)所述胺基化合物为葡甲胺、多巴胺或丝氨醇或三(羟甲基)甲基甲胺。
4.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氟表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠或FS-66。
5.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氟表面活性剂在水中的浓度大于其临界胶束浓度。
6.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，在荷正电膜铸膜液中，成膜材料的浓度为10～30wt％，胺基化合物的浓度为1～10wt％，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为1～20wt％。
7.根据权利要求1所述的静
8.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(5)所述的水相凝固浴温度为20-50℃。
9.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，所述全疏膜在空气中的水接触角≥148°，对矿物油的接触角≥98°。
10.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，所述全疏膜的水通量≥87Lm-2h-1。
...【技术特征摘要】
1.一种静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(1)所述成膜材料为聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯或聚氯乙烯中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(1)所述胺基化合物为葡甲胺、多巴胺或丝氨醇或三(羟甲基)甲基甲胺。
4.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氟表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠或fs-66。
5.根据权利要求1所述的静电协同、喷涂协助相分离一步制备全疏膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述含氟表面活性剂在水中的浓度大于其临界胶束浓度。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔晓，常延姣，王启政，徐壮，寇芳琪，吴旭，赵军，
申请(专利权)人：江苏海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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。