[发明专利]具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分离膜表面改性领域，具体涉及一种利用等离子体技术和静电吸附作用制备具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的方法。 

背景技术

水处理技术与人类赖以生存的水资源利用和保护息息相关，随着社会经济的发展成为人们最为关注的问题，膜分离技术适用于水处理技术中表现出了巨大的潜力，但是由于水处理环境的复杂多样性，包括工业废水、生活污水、饮用水处理等各种领域，存在酸性、碱性、有机溶剂等各种分离环境，分离过程中膜污染、膜腐蚀等问题严重制约了膜技术的大范围推广应用，单一的分离膜材料远远不能满足实际应用的需要，因此基于使用环境，制备具有应用针对性的分离膜，在推广膜技术的具有不可取代的作用。 

聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化学惰性、热稳定性和机械性能，是较为理想的膜材料，但同时由于其成膜后极低的表面能，极易造成有机污染物在膜表面和膜孔中聚集，极大程度上降低了分离效率和使用寿命。等离子体技术作用在膜材料表米娜几百纳米以内，在不影响膜本体材料物化性能的同时，可在膜表面引入大量的活性官能团，在表面改性领域潜力巨大。聚电解质复合物不溶不熔，在绝大多数酸碱环境和有机溶剂中保持性质稳定，同时大量的研究工作表明膜表面的荷电性质在抑制污染物吸附方面具有独特的优势。因此本发明利用等离子体技术，根据不同的分离环境体系将带有不同荷电性的聚电解质引入到PVDF膜表面，以增强其抗污效果。 

发明内容

本发明要解决的问题是针对酸性或者碱性环境，相应的制备表面带有正电、负电或者两性离子的荷电表面的PVDF膜，最大程度上发挥改性膜表面的抗污效果，提升膜分离效率。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法，其特征在于，具体步骤包括： 

第一步：将聚偏氟乙烯膜清洗晾干后，置于低温等离子体仪中进行预处理，将预处理后的聚偏氟乙烯膜放在空气中氧化； 

第二步：将氧化后的聚偏氟乙烯膜浸于丙烯酸水溶液中进行表面接枝聚合反应，得到聚丙烯酸表面改性的PVDF膜； 

第三步：将聚丙烯酸表面改性的PVDF膜清洗后，置于聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性、电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。 

优选地，所述第一步中的预处理的处理条件为：膜与电极之间距离为5～10厘米，腔室内通入的放电气体为氦气、氧气或氮气，气体压力20-100帕，放电功率为50～150瓦，处理时间为30～180秒。 

优选地，所述第二步中的丙烯酸水溶液的浓度为25～75％。 

优选地，所述第二步中的表面接枝聚合反应在氮气保护下进行，反应温度为50～80℃，反应时间为0.5～3小时。 

优选地，所述第三步中的吸附时间为10～300分钟，聚阴离子电解质溶液、聚阳离子电解质溶液以及两性离子甜菜碱类聚合物溶液的浓度为0.01-20％。 

优选地，所述的具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法还包括：第四步：将第三步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电负性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于聚阳离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电正性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。 

更优选地，所述的具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法还包括：第五步：重复进行第三步或第三步和第四步。 

更优选地，所述的具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法还包括：第五步：将第四步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电正性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。 

更优选地，所述的具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法还包括：第六步：重复进行第三步、第三步和第四步或第三步至第五步。 

优选地，所述的具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法还包 括：第四步：将第三步所得的具有荷电表面且其最外层表面为电正性的聚偏氟乙烯多孔膜清洗后，浸于聚阴离子电解质溶液或两性离子甜菜碱类聚合物溶液中进行吸附，清洗，得到具有荷电表面且其最外层表面为电负性或电中性的聚偏氟乙烯多孔膜。 

更优选地，所述的具有多样性荷电表面的聚偏氟乙烯多孔膜的制备方法还包括：第五步：重复进行第三步或第三步和第四步。