專利名稱：聚偏氟乙烯膜的表面改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膜的表面改性方法。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的水處理工藝相比，膜分離技術(shù)具有占地小、能耗低、出水水質(zhì)優(yōu)、 處理效果好、對(duì)環(huán)境影響小等特點(diǎn)，是解決當(dāng)代能源、資源和環(huán)境問題的高新 技術(shù)。但是，由于膜污染，膜的壽命短等問題，限制了膜分離技術(shù)進(jìn)一步在水 處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
目前所使用的膜材料中，高分子有機(jī)聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好 的耐沖擊性、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。但由于聚偏氟乙烯表面能低，制備 出來的膜親水性差，在水處理過程中比較容易產(chǎn)生吸附污染，從而降低了膜的 產(chǎn)水量，增加了清洗難度，縮短膜的壽命。目前，有采用物理或化學(xué)方法對(duì)聚 偏氟乙烯膜進(jìn)行改性，但是工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有聚偏氟乙烯膜親水性差、易污染、水通量低及 改性的工藝復(fù)雜的問題，而提供一種聚偏氟乙烯膜的表面改性方法。
聚偏氟乙烯膜的表面改性方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)a、將聚偏氟乙烯膜浸漬 于氧化劑與強(qiáng)堿的混合溶液中，在30 9(TC的條件下反應(yīng)3 30min，然后用 去離子水沖洗至出水澄清；b、將沖洗后的聚偏氟乙烯膜浸漬于納米氧化物溶 膠中5 30min，然后用去離子水沖洗1 3次，即得表面改性的聚偏氟乙烯膜; 其中步驟a中氧化劑為高錳酸鉀、雙氧水、次氯酸鈉、氯酸鈉或氯酸鉀；強(qiáng)堿 為氫氧化鉀或氫氧化鈉；步驟a中氧化劑與強(qiáng)堿的混合溶液中，氧化劑與強(qiáng)堿 的體積比為1 3 : 1 10，氧化劑的質(zhì)量濃度為0.5 10%，強(qiáng)堿的摩爾濃度為 1 1Omol/L;步驟b中納米氧化物溶膠為納米氧化鋁溶膠、納米二氧化鈦溶膠 或納米二氧化硅溶膠。
本發(fā)明利用納米氧化物對(duì)聚偏氟乙烯膜進(jìn)行改性，改性后的聚偏氟乙烯膜 不僅保留了聚偏氟乙烯膜原有的優(yōu)良特性，而且改善了聚偏氟乙烯膜的表面性
能，提高了抗污染能力，將使用壽命延長(zhǎng)了20% 35%，親水性好，表現(xiàn)在接 觸角從80。降到58。 65。，水通量提高了 17% 40%，并且本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式聚偏氟乙烯膜的表面改性方法按以下步驟實(shí)
現(xiàn)a、將聚偏氟乙烯膜浸漬于氧化劑與強(qiáng)堿的混合溶液中，在30 9(TC的條 件下反應(yīng)3 30min，然后用去離子水沖洗至出水澄清；b、將沖洗后的聚偏氟 乙烯膜浸漬于納米氧化物溶膠中5 30min，然后用去離子水沖洗1 3次，即 得表面改性的聚偏氟乙烯膜；其中步驟a中氧化劑為高錳酸鉀、雙氧水、次氯 酸鈉、氯酸鈉或氯酸鉀；強(qiáng)堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉；步驟a中氧化劑與強(qiáng)堿 的混合溶液中，氧化劑與強(qiáng)堿的體積比為1 3 : 1 10，氧化劑的質(zhì)量濃度為 0.5 10%，強(qiáng)堿的摩爾濃度為1 1Omol/L;步驟b中納米氧化物溶膠為納米 氧化鋁溶膠、納米二氧化鈦溶膠或納米二氧化硅溶膠。
本實(shí)施方式中所用聚偏氟乙烯膜可為現(xiàn)有各種聚偏氟乙烯膜。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟a中在40 8(TC的條件下反應(yīng)10 20min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟a中在60°C 的條件下反應(yīng)15min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟a中氧化劑 與強(qiáng)堿的體積比為2 : 5，氧化劑的質(zhì)量濃度為5%，強(qiáng)堿的摩爾濃度為5mol/L。 其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟b中將沖洗 后的聚偏氟乙烯膜浸漬于納米氧化物溶膠中15min，然后用去離子水沖洗2次。 其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟b中納米氧 化物溶膠中氧化物的粒徑為lnm 900nm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一 相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式聚偏氟乙烯膜的表面改性方法按以下步驟實(shí)
現(xiàn)a、將聚偏氟乙烯膜浸漬于高錳酸鉀與氫氧化鉀的混合溶液中，在6(TC的 條件下反應(yīng)15min，然后用去離子水沖洗至出水澄清；b、將沖洗后的聚偏氟 乙烯膜浸漬于納米氧化鋁溶膠中15min，然后用去離子水沖洗2次，即得表面 改性的聚偏氟乙烯膜；其中步驟a高錳酸鉀與氫氧化鉀的混合溶液中，氧化劑 與強(qiáng)堿的體積比為2 : 5，氧化劑的質(zhì)量濃度為5%，強(qiáng)堿的摩爾濃度為5mol/L。
本實(shí)施方式中表面改性的聚偏氟乙烯膜，經(jīng)測(cè)試水通量提高17%，抗污染 能力增強(qiáng)，使用壽命延長(zhǎng)22%。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式聚偏氟乙烯膜的表面改性方法按以下步驟實(shí) 現(xiàn)a、將聚偏氟乙烯膜浸漬于高錳酸鉀與氫氧化鉀的混合溶液中，在40。C的 條件下反應(yīng)20min，然后用去離子水沖洗至出水澄清；b、將沖洗后的聚偏氟 乙烯膜浸漬于納米二氧化鈦溶膠中20min，然后用去離子水沖洗3次，即得表 面改性的聚偏氟乙烯膜；其中步驟a高錳酸鉀與氫氧化鉀的混合溶液中，氧化 劑與強(qiáng)堿的體積比為1:4，氧化劑的質(zhì)量濃度為4%，強(qiáng)堿的摩爾濃度為 3mol/L。
本實(shí)施方式中表面改性的聚偏氟乙烯膜，經(jīng)測(cè)試表面性能得到改善，親水 性好，表現(xiàn)在接觸角從80。降到58。。
權(quán)利要求
1、聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，其特征在于聚偏氟乙烯膜的表面改性按以下步驟實(shí)現(xiàn)a、將聚偏氟乙烯膜浸漬于氧化劑與強(qiáng)堿的混合溶液中，在30～90℃的條件下反應(yīng)3～30min，然后用去離子水沖洗至出水澄清；b、將沖洗后的聚偏氟乙烯膜浸漬于納米氧化物溶膠中5～30min，然后用去離子水沖洗1～3次，即得表面改性的聚偏氟乙烯膜；其中步驟a中氧化劑為高錳酸鉀、雙氧水、次氯酸鈉、氯酸鈉或氯酸鉀；強(qiáng)堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉；步驟a中氧化劑與強(qiáng)堿的混合溶液中，氧化劑與強(qiáng)堿的體積比為1～3∶1～10，氧化劑的質(zhì)量濃度為0.5～10％，強(qiáng)堿的摩爾濃度為1～10mol/L；步驟b中納米氧化物溶膠為納米氧化鋁溶膠、納米二氧化鈦溶膠或納米二氧化硅溶膠。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，其特征在于步 驟a中在40 80'C的條件下反應(yīng)10 20min。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，其特征在于步 驟a中在60'C的條件下反應(yīng)15min。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，其特征在于步 驟a中氧化劑與強(qiáng)堿的體積比為2:5，氧化劑的質(zhì)量濃度為5%，強(qiáng)堿的摩爾 濃度為5mol/L。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，其特征在于步 驟b中將沖洗后的聚偏氟乙烯膜浸漬于納米氧化物溶膠中15min，然后用去離 子水沖洗2次。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，其特征在于步 驟b中納米氧化物溶膠中氧化物的粒徑為lnm 900nm。
全文摘要
聚偏氟乙烯膜的表面改性方法，它涉及一種膜的表面改性方法。它解決了現(xiàn)有聚偏氟乙烯膜親水性差、易污染、產(chǎn)水量低及改性工藝復(fù)雜的問題。方法a.將聚偏氟乙烯膜浸漬于氧化劑與強(qiáng)堿的混合溶液中，然后沖洗；b.將沖洗后的聚偏氟乙烯膜浸漬于納米氧化物溶膠中，然后沖洗，即得表面改性的聚偏氟乙烯膜。本發(fā)明提高了聚偏氟乙烯膜的抗污染能力，將使用壽命延長(zhǎng)了20％～35％，親水性好，水通量提高了17％～40％，并且本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)B01D71/00GK101357304SQ20081013718
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者于水利, 李冠洋, 晴 趙 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)