[发明专利]一种PVDF@PDA@ZnO复合膜的制备方法及其用途

说明书

本发明涉及环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种PVDF@PDA@ZnO复合膜的制备方法及其用途。具有在紫外驱动下自清洁的超亲水/水下超疏油性能。利用多巴胺仿生黏附技术和水热法将光催化剂氧化锌铆合到PVDF膜上，克服传统单一多巴胺粘附技术在PVDF膜负载无机纳米粒子易脱落的缺陷，制备PVDF@PDA@ZnO复合膜。本发明制备简单，具有一些潜在的应用，如分离含油污水中的油渍，净化水等方面的应用。且制备流程较短、操作易控，节约资源、无二次污染，符合绿色化学概念，适于广泛推广使用。

技术领域

本发明涉及环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种PVDF@PDA@ZnO复合膜的制备方法及其用途。

背景技术

随着工业化和文明进程的加快，环境问题已成为可持续发展面临的全球性挑战。其中，生产和运输过程中的溢油，以及工业生产和生活污水中含油废水的排放，都会对水体造成严重的污染。有效地从含油水中分离石油对于水的保护和石油的收集/回收是必不可少的。为了减轻含油废水对环境的危害，人们提出了各种油水分离的方法，如吸油材料、气浮、絮凝等。但这些常规工艺大多因能耗高、操作过程复杂、分离效率低、实际应用中存在二次污染等问题而受阻。因此，一种高效、低成本的选择性含油废水分离策略是解决日益严重的环境问题的关键。

膜分离是一种高效、低成本、实用的分离策略。在分离原理中，界面效应驱动膜对油或水的优先润湿性可以有效地区分和分离油和水。因此，基于超润湿膜的表面能和表面粗糙度性质，分离可以自发地发生在液固界面。超润湿膜有两种，包括超疏水/超亲油膜和超亲水/水下超疏油膜。然而，由于超疏水/超亲油膜是通过脱油过程将乳液分离出来的，因此很容易被油污染。超亲水性/水下超疏油膜是通过除水方式分离乳化含油废水，由于其水下超疏油特性，使其具有良好的防污性能。聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有良好的化学稳定性、机械强度大、高韧性等优良性能，被广泛应用于超亲水/水下超疏油膜的制备中。在实际应用中，除水型膜在长期用于油水分离中也容易产生污染。永久污染的膜通量非常低，不能通过清洗或施加背压来恢复。因此，自洁膜在油水分离的基础研究和实际应用中引起了广泛的兴趣。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种PVDF@PDA@ZnO复合膜的制备方法及其用途。所述的PVDF@PDA@ZnO复合膜具有在紫外驱动下自清洁的超亲水/水下超疏油性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种PVDF@PDA@ZnO复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将聚偏氟乙烯（PVDF）粉末与聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶入N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，机械搅拌后得到铸膜液，将铸膜液倒在玻璃板上均匀刮平，放入去离子水中制成PVDF膜；

（2）将步骤（1）中得到的PVDF膜加入盐酸多巴胺溶液中密封震荡反应，制得PVDF@PDA膜；

（3）将步骤（2）中得到的PVDF@PDA膜依次放入醋酸锌乙醇溶液和氢氧化钠乙醇溶液中震荡并烘干；将硝酸锌和环六亚甲基四胺的混合溶液转移到高温反应釜中，随后将烘干后的膜放入反应釜中，加热反应得到PVDF@PDA@ZnO膜。

步骤（1）中所述的聚偏氟乙烯、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的用量比为3~4g：1g：0.1g，所述聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的用量比为3~4g：30mL。

步骤（1）中所述机械搅拌的温度为50~60℃，机械搅拌的时间为10~12h。

步骤（2）中所述盐酸多巴胺溶液的浓度为2~3mg/L。

步骤（2）中所述震荡反应的时间为6~8h。

步骤（3）中所述醋酸锌乙醇溶液的浓度为70mmoL/L，所述氢氧化钠乙醇溶液的浓度为0.1moL/L。