[发明专利]一种Ag/TiO2改性PVDF超滤膜及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜及其制备方法与应用。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）超滤薄膜被广泛应用于给水净化处理、废水处理以及食品加工业中，PVDF超滤薄膜可以滤除细菌、病毒，同时保留人体所必须的微量元素。采用PVDF超滤薄膜与活性炭纤维组合净化饮用水，先用活性炭纤维吸附有机物小分子和重金属离子，采用PVDF超滤薄膜作为终端过滤，可防止活性炭纤维的漏菌，具有很高的净水效率。采用PVDF超滤薄膜处理含油废水，不需要破乳进行浓缩分离，而且可以实现废水回收利用。适当孔径的PVDF超滤薄膜还可以有效地去除水中的镍、铁、铬等重金属的氢氧化物，从而实现废水处理和回收金属双重目的。此外，PVDF超滤薄膜技术在乳化生产过程中可有效浓缩乳清并且用于再生产，达到节约牛奶的目的；酿酒行业为达到延长保质期的目的，采用超滤薄技术蛋白质、糖类等杂质含量。近年来，纳米抗菌材料作为一种新型的功能材料，被业内与学术界所关注，正成为国内外机构研发的重点产品。将纳米抗菌材料应用到PVDF超滤薄膜上，不仅可以保留PVDF超滤薄膜原有的优异性能，而且还能解决其亲水性差，自身抗污染能力低等缺点。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜。

本发明的另一目的在于提供上述Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜，其制备原料包含如下按质量百分比计的组分：

优选的，所述的Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜，其制备原料包含如下按质量百分比计的组分：

所述的聚偏氟乙烯（PVDF）优选为PVDF 2801、Ausimont的Hylar460、日本吴羽公司的850PVDF或上海三爱富FR903；所述的PVDF均为白色粉末状，不含水分。

所述的造孔剂优选为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、尿素、甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯。

所述的TiO₂纳米颗粒的晶型优选为单一锐钛矿相或以锐钛矿相为主要结构的混合晶相，其粒径优选为10～50nm；所述的TiO₂纳米颗粒优选为Deguss P25、Aldrich锐钛矿TiO₂或浙江舟山明日纳米科技有限公司的HR3纳米TiO₂。

所述的含银离子盐优选为硝酸银。

所述的溶剂优选为丙酮、二氯乙烷、乙酰丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、水、乙醇、正丁醇、异丁醇、N-甲基吡咯烷酮和乙二醇中的至少一种。

上述Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）配制铸膜液：将所述质量百分比的含银离子盐、溶剂、TiO₂纳米颗粒、PVDF和造孔剂配制成均相分散的铸膜液。

（2）将模具放置在干净的玻璃板上，把铸膜液流延至模具中，采用刮刀刮涂使铸膜液铺展成一层厚度均匀的薄膜，在空气中停留20～60秒后将玻璃板及薄膜同时置于蒸馏水中，待薄膜脱落后继续浸渍24～48h，取出薄膜后于60～80℃烘干即得到Ag/TiO₂改性PVDF超滤膜。

步骤（1）中所述的铸膜液的配制方法优选为：将含银离子盐溶解于溶剂中，搅拌10～30min后，加入TiO₂纳米颗粒使其分散，再加入PVDF和造孔剂材料3000～5000rpm搅拌5～15min后40～80℃超声处理30～60min，形成均相分散的铸膜液；

所述的超声处理优选为40KHz超声处理15～60min。

所述的TiO₂纳米颗粒优选通过搅拌或超声处理分散，搅拌的条件优选为900～5000rpm搅拌10～30min超声处理的条件优选为40KHz超声处理15～20min。

步骤（2）中所述的玻璃板优选用有机溶剂洗净并干燥，防止灰尘或者其它有机化合物在表面上存在而影响其镀膜效果；所述的有机溶剂优选为无水乙醇或丙酮。

步骤（2）中所述的模具的材料优选为防水纸片、塑料或易加工金属材料等，模具的厚度优选为0.5～1mm。