[发明专利]一种用于膜分离的[PMIM][BF4

说明书

本发明涉及膜分离技术领域内一种用于膜分离的[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]/PVDF改性膜，该改性膜是将[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]离子液体和聚偏氟乙烯（PVDF）粉末混合，通过浸没沉淀相转化法（NIPS），得到[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]/PVDF改性膜。本发明的[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]/PVDF改性膜，将[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]与PVDF通过非溶剂相转化法合成制备[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]/PVDF改性膜，经检测膜表面的形貌发生显著变化，孔隙率升高，亲水性增强，膜的纯水通量显著提升，对萘的去除率高达97.2%。多周期循环实验表明，改性膜的抗污染性能良好，5次循环过滤后，通量恢复率达到91.81%，同时，[PMIM][BFsubgt;4/subgt;]/PVDF改性膜具有分离效果好，成本低，抗污染性能高等优势。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，特别涉及一种用于膜分离的[PMIM][BF₄]/PVDF改性膜。

背景技术

膜分离技术是一种新型高效的分离技术。利用PVDF膜分离技术可以有效去除化工、医药、食品加工等工业废水中常见的污染物，这其中包括对环境有害的挥发性有机化合物（VOC）。该方法也有自身的缺点，即由于污染物的分离所导致的膜堵塞问题。如果膜本身具有较好的亲水性，在分离过程中膜表面就会形成一层亲水层，并且这层亲水层可以有效阻止污染物与膜的直接接触，提高膜的抗污性能。

挥发性有机化合物（VOC）引起的环境污染已引起越来越多的关注。沸点范围为323至523 K的VOC是主要的空气污染物。它们包括多种物质，并且在室温下容易蒸发。VOC的挥发性使它们能够在污染源周围扩散，经常引起严重的环境问题，例如温室效应，光化学烟雾，平流层臭氧消耗等。此外常见VOC对人体健康产生负面影响，这包括对眼睛、皮肤和喉咙的刺激，中枢神经刺激，致癌等。因此，开发有效的VOC消除技术并优化VOC消除过程成为社会问题。

发明内容

本发明针对现有膜分离技术中的PVDF膜容易被VOC挥发污染，引导致膜膜堵塞，分离性能下降的问题，提供一种用于膜分离的[PMIM][BF₄]/PVDF改性膜，通过改性，使膜的形貌发生显著变化，孔隙率升高，亲水性增强，膜的纯水通量及抗污染性显著提升。

本发明的目的是这样实现的，一种用于膜分离的[PMIM][BF₄]/PVDF改性膜，其特征在于，采用[PMIM][BF₄]离子液体和聚偏氟乙烯（PVDF）粉末混合，通过浸没沉淀相转化法（NIPS），得到[PMIM][BF₄]/PVDF改性膜。

作为本发明的进一步改进，本发明的[PMIM][BF₄]/PVDF改性膜的具体制备步骤为：

a：将1-溴丙烷与N-甲基咪唑合成[PMIM]Br，并置于真空干燥器中备用；

b：以 a步制得的[PMIM]Br和四氟硼酸钠为原料，以丙酮为溶剂进行反应，制得淡黄色的[PMIM][BF₄]离子液体A；

c：将PVDF粉末和b步制得的[PMIM][BF₄] 离子液体溶解在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中加热并不断搅拌，直至PVDF粉末完全溶解后，再静置脱气处理后得到铸膜液B；

d：将c得到的铸膜液浇铸在玻璃板上，刮制成薄膜，再将成膜的玻璃板浸入去离子水中以促进膜分离，待薄膜从玻璃板上脱离后，将其放入去离子水中浸泡，以充分完成DMF交换，制得[PMIM][BF₄]/PVDF改性膜。进一步地，a步中[PMIM]Br固体的制备过程为：