[发明专利]一种具有防污性能的PVDF膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有防污性能的PVDF膜，其内均匀分散有表面两性离子化的二氧化硅纳米粒子或二氧化钛纳米粒子，其中纳米粒子的表面包覆有磺酸基负离子-甜菜碱型季铵盐正离子型两性离子对，PVDF膜中所述二氧化硅纳米粒子或二氧化钛纳米粒子的含量为0.8~20 wt%。

2.根据权利要求1所述的PVDF膜，其特征在于，纳米粒子的原料是尺寸为10-100 nm的表面富含羟基的二氧化硅纳米粒子或二氧化钛纳米粒子。

3.根据权利要求1所述的PVDF膜，其特征在于，所述PVDF膜为平板膜或者中空纤维膜。

4.一种制备根据权利要求1至3中任一项所述PVDF膜的方法，包括如下步骤：

1）将1 g二氧化硅纳米粒子或二氧化钛纳米粒子分散到10-30ml的pH为8.5的Tris-HCl缓冲液中；加入0.1~1 g多巴胺，于20-40 ℃下反应2~10 h，反应完毕后过滤或离心，分离出纳米粒子，真空干燥待用；

2）将1 g步骤1）中得到的纳米粒子分散到20-50 ml四氢呋喃中，加入1 ml三乙胺；然后将含有3 ml溴代丙酰溴的8-15 ml四氢呋喃溶液滴加到纳米粒子分散液中，在0 ℃下反应1~5 h；离心分离，用50-300 ml 50 wt%乙醇水溶液对纳米粒子进行清洗，真空烘干待用；

3）将步骤2）中得到的纳米粒子分散到10-40 ml四氢呋喃中，加入CuBr、EBiB、PMDETA和DMAEMA，其中CuBr：EBiB：PMDETA：DMAEMA的摩尔比为1:1:1:100~300，其中CuBr的量为0.1 mmol；在低于10 ℃的温度下用氮气排除氧气，提供氮气保护，然后在80-95 ℃磁力搅拌下反应12~48 h，过滤分离出纳米粒子，并用50-300 ml的50 wt%四氢呋喃水溶液清洗，真空干燥待用；

4）将1 g步骤3）中得到的纳米粒子分散到10-30 ml乙醇中，加入1~5 g丙磺酸内酯，15~35 ℃下反应2~12 h；然后过滤或离心，分离出磺化后的甜菜碱型纳米粒子，真空干燥待用；

5）将步骤4）中得到的表面两性离子化的二氧化硅纳米粒子或二氧化钛纳米粒子分散在制膜溶剂中，加入PVDF原料，必要时加入致孔剂，搅拌溶解，形成铸膜液，通过制膜工艺制备出PVDF膜。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤5）中PVDF：纳米粒子：致孔剂：制膜溶剂的质量比为1：0.01~0.2：0.1~0.5：4~6。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤5）中的制膜工艺是非溶剂致相分离法或热致相分离法。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤5）中所述的制膜溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤5）中所述的致孔剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。

9.根据权利要求1至3中任一项所述PVDF膜在城市用水和工业用水净化中的应用。