【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膜分离，具体而言，涉及一种纳米复合膜及其制备方法与应用。
技术介绍
1、聚偏氟乙烯(pvdf)是一种性能优良的高分子材料，具有突出的抗紫外线和耐气候老话特性，其化学稳定性能良好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，脂肪烃、芳香烃、醇、醛等有机溶剂对它也无影响，这些特性使其在膜材料领域大显身手，目前pvdf微滤膜和超滤膜已成功地应用于化工、电子、纺织、食品、生化等领域。但是由于其成膜具备强度低，耐压性能差，疏水性极强等缺点，限制了其在膜水处理技术方面的进一步应用。
2、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种纳米复合膜及其制备方法与应用，以解决或改善上述技术问题。
2、本申请可这样实现：
3、第一方面，本申请提供一种纳米复合膜，其包括有机累托土以及聚合物基体，有机累托土的层间插入有聚合物基体的分子链段；
4、聚合物基体包括聚偏氟乙烯。
5、在可选的实施方式中，有机累托土在纳米复合膜中的质量百分数为1％～9％；
6、和/或，聚合物基体在纳米复合膜中的质量百分数为1％～9％。
7、在可选的实施方式中，纳米复合膜具有以下特征中的至少一种：
8、特征一：纳米复合膜中含有亲水性β晶相；
9、特征二：有机累托土的片层在纳米复合膜中的分布具有取向规律性；
10、特征三：聚合物基体与有机累托土呈分子量级共混；
11、
12、第二方面，本申请提供一种如前述实施方式任一项的纳米复合膜的制备方法，包括以下步骤：将聚合物基体溶液与有机累托土混合，形成聚合物基体-有机累托土复合材料的均相铸膜液；对均相铸膜液进行脱泡以及凝固浴处理。
13、在可选的实施方式中，聚合物基体溶液中聚合物基体的浓度为18wt％；有机累托土在聚合物基体溶液中的添加量不高于10wt％。
14、在可选的实施方式中，聚合物基体溶液中聚合物基体的浓度为18wt％；有机累托土在聚合物基体溶液中的添加量为1wt％～9wt％。
15、在可选的实施方式中，聚合物基体溶液中的溶剂为二甲基乙酰胺。
16、在可选的实施方式中，铸膜液的温度为18.5℃～90℃，优选为30℃。
17、在可选的实施方式中，脱泡温度为70℃，脱泡时间为24h。
18、在可选的实施方式中，凝固浴处理的温度为15℃，凝固浴处理的时间为5min。
19、在可选的实施方式中，凝固浴处理是于水中进行。
20、在可选的实施方式中，凝固浴处理过程添加有添加剂，添加剂包括licl、pvp和gi中的至少一种，优选包括pvp。
21、在可选的实施方式中，有机累托土的制备包括以下步骤：将插层剂溶液与na基累托土溶液混合反应。
22、在可选的实施方式中，插层剂溶液与na基累托土溶液的用量比为1mol：1mol。
23、在可选的实施方式中，插层剂溶液与na基累托土溶液的混合温度为25℃，混合时间为3h。
24、在可选的实施方式中，插层剂包括烷基铵盐、季铵盐和吡啶类衍生物中的至少一种；优选地，插层剂为十六烷基铵。
25、在可选的实施方式中，将十六烷基铵溶液滴加至na基累托土溶液中。
26、在可选的实施方式中，滴加速度为1滴/s。
27、在可选的实施方式中，na基累托土的制备包括：将钙基累托土与分散剂以及钠盐混合，以使钠盐中的na+置换出钙基累托土中的ca2+。
28、在可选的实施方式中，钙基累托土与分散剂以及钠盐的混合温度为25℃，混合时间为3h。
29、在可选的实施方式中，分散剂包括hcl、m-烷基三甲基卤化铵和n-烷基二甲基卤化铵中的至少一种，其中，m和n的碳链长度独立地为10～24。
30、在可选的实施方式中，钠盐包括nacl。
31、第三方面，本申请提供一种如前述实施方式任一项的纳米复合膜在水处理中的应用。
32、本申请的有益效果包括：
33、本申请通过纳米改性和分子修饰技术，实现了pvdf与有机累托土的分子量级共混，从改善膜的亲水性和提高膜的抗压密性两方面来提高膜的通量。该纳米复合膜具有较高的亲水性、膜水通量、抗污染能力以及力学性能，能够大规模应用在水处理领域，可提高膜技术的水处理能力，并能显著降低处理费用和运行成本，同时也有利于推动其他以超滤膜为基础的相关膜技术如纳滤、反渗透等的进一步发展。
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1.一种纳米复合膜，其特征在于，所述纳米复合膜包括有机累托土以及聚合物基体，所述有机累托土的层间插入有所述聚合物基体的分子链段；
2.根据权利要求1所述的纳米复合膜，其特征在于，所述有机累托土在所述纳米复合膜中的质量百分数为1％～9％；
3.根据权利要求1或2所述的纳米复合膜，其特征在于，所述纳米复合膜具有以下特征中的至少一种：
4.一种如权利要求1～3任一项所述的纳米复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚合物基体溶液与有机累托土混合，形成聚合物基体-有机累托土复合材料的均相铸膜液；对所述均相铸膜液进行脱泡以及凝固浴处理。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物基体溶液中聚合物基体的浓度为18wt％；所述有机累托土在所述聚合物基体溶液中的添加量不高于10wt％；
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，脱泡温度为70℃，脱泡时间为24h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，凝固浴处理的温度为15℃，凝固浴处理的时间为5min；
8.根据权利要求4所述的
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述Na基累托土的制备包括：将钙基累托土与分散剂以及钠盐混合，以使钠盐中的Na+置换出所述钙基累托土中的Ca2+；
10.一种如权利要求1～3任一项所述的纳米复合膜在水处理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米复合膜，其特征在于，所述纳米复合膜包括有机累托土以及聚合物基体，所述有机累托土的层间插入有所述聚合物基体的分子链段；
2.根据权利要求1所述的纳米复合膜，其特征在于，所述有机累托土在所述纳米复合膜中的质量百分数为1％～9％；
3.根据权利要求1或2所述的纳米复合膜，其特征在于，所述纳米复合膜具有以下特征中的至少一种：
4.一种如权利要求1～3任一项所述的纳米复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚合物基体溶液与有机累托土混合，形成聚合物基体-有机累托土复合材料的均相铸膜液；对所述均相铸膜液进行脱泡以及凝固浴处理。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物基体溶液中聚合物基体的浓度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚伟，何东宁，高天明，韩志萍，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：
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