[发明专利]一种金属-多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种金属‑多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜的制备方法。所属方法如下：将聚偏氟乙烯溶于N‑甲基吡咯烷酮，然后先后加入单宁酸和二(2‑羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶液，混合均匀，静置脱泡，得到铸膜液；将步骤(1)所得脱气铸膜液倾倒在铸膜基底上，然后刮涂制成连续均匀的液膜然后将载有液膜的无纺布先后浸入凝固浴1和凝固浴2至液膜完全凝固，将凝固后的膜洗涤后自然风干，即得金属‑多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜。该方法可简化超亲水微滤膜的制备过程，工艺简单，通过该方法制备的金属‑多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜呈现褶皱聚合物微球相互连接而成的表面微纳多级结构和双连续孔道结构，具备超亲水特性和较高的水通量。

技术领域

本发明属于微滤膜制备领域，特别涉及一种金属-多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜的制备方法。

背景技术

微滤技术已被广泛应用于水处理行业(包括污水处理、给水处理、反渗透膜法预处理等)、生物医药制备过程、食品和饮料加工行业等。其中，微滤膜是微滤技术的核心材料，平均孔径范围为0.1-10μm，分离机理主要是筛分效应，可有效截留悬浮物质，如固体颗粒、乳化液体、细菌等。聚偏氟乙烯微滤膜是一类常用的微滤膜产品，具有优异的机械强度、化学稳定性、热稳定性和耐老化性，但同时由于聚偏氟乙烯材料本身具有较强的疏水性，使得聚偏氟乙烯微滤膜耐污染性能差，限制了其进一步推广应用。提高膜的亲水性可有效抑制膜污染，是解决膜污染问题的重要途径。

近年来，由于具有特殊浸润性的界面材料在自清洁涂料、油水分离材料、抗生物黏附凝胶等方面的重要应用，超浸润膜材料的研究也受到科研工作者的广泛关注。具备超亲水浸润特性的膜材料，因此本身亲水微纳多级结构可形成更为稳定的水化层结构，成为应对膜表面油污染和生物污染问题的新型膜材料。亲水性微滤膜的制备方法通常为涂敷法，即在商业微滤膜产品表面通过直接涂敷亲水性纳米材料或原位组装亲水性纳米微结构的方法形成亲水性功能涂层。然而，通过对现阶段采用涂敷法制备超亲水微滤膜工作的归纳，我们发现，尽管涂敷法过程简单，但直接涂敷亲水性纳米材料易造成堵孔问题，原位组装亲水性纳米微结构需更复杂反应调控手段和相互作用机制，此外，涂敷法总体上属于后改性方法，工艺流程多、耗费时间长，还存在涂层结构不稳定剥离的风险。

综合以上分析，寻找新的、能够更简便直接的制备方法是开发超亲水微滤膜的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种金属-多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜的制备方法，该方法不但可以直接通过简单的相转化工艺制备超亲水性微滤膜，大幅提升膜通量，且工艺简单，易于实现工业化生产。

本发明的技术方案如下：

一种金属-多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将聚偏氟乙烯溶于N-甲基吡咯烷酮，然后先后加入单宁酸和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶液，混合均匀，静置脱泡，得到铸膜液；

(2)将步骤(1)所得脱气铸膜液倾倒在铸膜基底上，然后刮涂制成连续均匀的液膜然后将载有液膜的无纺布先后浸入凝固浴1和凝固浴2至液膜完全凝固，将凝固后的膜洗涤后自然风干，即得金属-多酚凝胶修饰超亲水性微滤膜。

进一步，所述步骤(1)中，聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比为1：(9～11)。

再进一步，所述步骤(1)中，聚偏氟乙烯与单宁酸的质量比为1：(0.5～1)。

更进一步，所述步骤(1)中，单宁酸与二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶液的质量比为1：(3～5)，所述二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶液由50％的二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液与N-甲基吡咯烷酮等质量混合制得。

优选的，所述步骤(1)中，铸膜液制备温度为50～70℃。

再优选的，所述步骤(2)中，刮刀与铸膜基底的距离为200～300μm。