CN102941024A - 具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法 - Google Patents

具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102941024A
CN102941024A CN2012104882933A CN201210488293A CN102941024A CN 102941024 A CN102941024 A CN 102941024A CN 2012104882933 A CN2012104882933 A CN 2012104882933A CN 201210488293 A CN201210488293 A CN 201210488293A CN 102941024 A CN102941024 A CN 102941024A
Authority
CN
China
Prior art keywords
barium titanate
polyvinylpyrrolidone
ultrafiltration membrane
preparation
finger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012104882933A
Other languages
English (en)
Inventor
孙大志
陈岭娣
张东华
潘丽静
金国玺
吴晓波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Normal University
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Shanghai Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Normal University filed Critical Shanghai Normal University
Priority to CN2012104882933A priority Critical patent/CN102941024A/zh
Publication of CN102941024A publication Critical patent/CN102941024A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法，本发明通过选择不同的钛酸钡掺杂含量，与聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮复合制备成液膜，得到了具有优异截留性能的复合超滤膜；所得到的复合超滤膜的最高纯水通量可达180L/m2·h-1，对牛血清蛋白的最高截留率可达91%，适用于对污水的处理以及食品的检验分离；本发明所得复合超滤膜材料内部的结构可以通过调整钛酸钡的不同掺杂比达到从海绵状结构到指状孔结构的控制；另外，通过掺杂不同含量的钛酸钡粉体，复合超滤膜材料的表面粗糙度得到了明显的降低，有效地提高了复合膜材料的抗污性能。

Description

具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合功能材料，具体涉及一种具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法。
背景技术
目前膜分离技术目前广泛应用于海水淡化、纯水和超纯水的生产，以及食品，医药，石油，化工，环保和生物工程等领域。膜分离技术的优点在于其不会造成二次污染，设备紧凑，占地面积小和易于自动控制。膜分离材料具有良好的抗热，抗酸碱性和抗腐蚀性。随着膜技术的发展,在高分子膜材料中引入纳米无机粒子以提高聚合物膜的综合性能引起了许多研究者的关注,原因在于所制备的高分子聚合物-无机复合膜不但有望集中有机膜和无机膜的各自优点,弥补它们的缺陷,可以通过多种手段来控制杂化膜的性能,而且可以发展单一膜材料原先没有的综合性能,满足特定需要。
本发明的意义在于复合超滤膜材料集合了有机膜材料和无机铁电粉体的优点，具有的特定的孔结构，对于极性蛋白等物质的截留效果好，效率高，制备工艺简单，成膜温度低，成本较低，易于工业化。
发明内容
本发明的目的在于制备纯水通量大，截留率高，抗污性能高的超滤膜材料，使之成为对污水处理、生物医药、石油、化工等领域的应用具有重要意义的环保材料。
本发明的技术方案如下：
一种具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将干燥的聚偏氟乙烯（PVDF）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）按100:2~5的质量比溶于N-甲基吡咯烷酮中，60-70℃下静置30-40min至PVDF完全溶解；
（2）将步骤（1）所得混合物在60-70℃下恒温搅拌48-50h形成均匀稳定的铸膜液，相同温度条件下静置脱泡10-12h；
（3）将钛酸钡粉体分散于铸膜液中，60-70℃恒温下搅拌45-48h；聚偏氟乙烯（PVDF）与钛酸钡的质量比为100:0.5~5；
（4）室温下用刮刀将上述铸膜液在单晶硅片上刮膜，刮好的膜放入体积浓度为40%至60%的乙醇溶液凝胶浴中成膜；
（5）将所得膜依次放入去离子水、异丙醇和环己烷中浸泡10-12h，取出后自然晾干，即得具有指状孔结构的复合超滤膜。
所述钛酸钡粉体的制备方法如下：
（1）将乙酸钡溶于醋酸中得A溶液；将钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加冰醋酸，剧烈搅拌得B溶液；
（2）在剧烈搅拌下，逐滴将A溶液滴加到B溶液中，溶液滴加完毕后，用乙酸调节pH值至4-5；
（3）60-70℃条件下水浴回流1-1.5h形成凝胶,并于80-90℃下干燥研碎成干凝胶粉体，钛酸钡凝胶粉体在800-900℃下煅烧2-3h，再于乙醇介质球磨2-3h后，得到钛酸钡粉体。
本发明通过选择不同的钛酸钡掺杂含量，与聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮复合制备成液膜，得到了具有优异截留性能的复合超滤膜；所得到的复合超滤膜的最高纯水通量可达180L/m2·h-1，对牛血清蛋白的最高截留率可达91%，适用于对污水的处理以及食品的检验分离；本发明所得复合超滤膜材料内部的结构可以通过调整钛酸钡的不同掺杂比达到从海绵状结构到指状孔结构的控制；另外，通过掺杂不同含量的钛酸钡粉体，复合超滤膜材料的表面粗糙度得到了明显的降低，有效地提高了复合膜材料的抗污性能。
具体实施方式
实施例1
复合超滤膜的配方为：PVDF:PVP:BaTiO3按质量比100:3:1配比。
钛酸钡粉体制备：
称取乙酸钡溶于质量分数36%醋酸中，室温下不断搅拌形成透明溶液A,称取钛酸四丁酯溶液于室温下溶于无水乙醇中,滴加冰醋酸后剧烈搅拌15min后形成B溶液；
在剧烈搅拌下，逐滴将A溶液滴加到B溶液中，滴加过程为30min。溶液滴加完毕后，加入适量离子水并用乙酸调节pH值至5；
60℃条件下水浴回流1h形成凝胶,并于80℃下干燥研碎成干凝胶粉体，钛酸钡凝胶粉体在800℃下煅烧2h，再于乙醇介质球磨2h后,得到钛酸钡粉体。
复合超滤膜的制备：
（1）将PVDF和钛酸钡在烘箱60℃下干燥12h，按上述配比称取PVDF和PVP溶于N-甲基吡咯烷酮中，置于60℃烘箱中静置30min至PVDF完全溶解；
（2）然后在60℃下恒温搅拌48h形成均匀稳定的铸膜液；将铸膜液在60℃恒温条件下静置脱泡12h；
（3）将钛酸钡粉体分散于铸膜液中，60℃恒温下搅拌48h；
（4）室温下用刮刀将铸膜液在单晶硅片上刮膜，刮好的膜放入乙醇溶液凝胶浴中成膜。
（5）最后将膜依次放入去离子水、异丙醇和环己烷中浸泡12h，取出后自然晾干。
所得复合超滤膜具有优异截留性能的：水通量较大，可达180L/m2·h-1，截留率较高，对牛血清蛋白的截留率较高，可达88%.
实施例2
复合超滤膜的配方为：PVDF:PVP:BaTiO3按质量比100:3:3配比。
钛酸钡粉体制备同实施例1。
复合超滤膜的制备也基本同实例1，不同之处在于步骤（1）中溶解温度设置为65℃，溶解时间设置为40min；步骤（2）中脱泡温度设置为65℃，脱泡时间设置为10h；步骤（3）中温度设置为65℃。
所得复合超滤膜水通量达170L/m2·h-1，对牛血清蛋白的截留率较高，可达91%。
实施例3
复合超滤膜的配方为：PVDF:PVP:BaTiO3按质量比100:2:5配比。
钛酸钡粉体制备同实施例1。
复合超滤膜的制备也基本同实例1，不同之处在于步骤（1）中溶解温度设置为70℃，溶解时间设置为40min；步骤（2）中恒温搅拌温度为70℃，脱泡温度设置为70℃，脱泡时间设置为10h；步骤（3）中温度设置为70℃。
所得复合超滤膜水通量达175L/m2·h-1，对卵清白蛋白的截留率较高，可达80%。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将干燥的聚偏氟乙烯（PVDF）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）按100:2~5的质量比溶于N-甲基吡咯烷酮中，60-70℃下静置30-40min至PVDF完全溶解；
（2）将步骤（1）所得混合物在60-70℃下恒温搅拌48-50h形成均匀稳定的铸膜液，相同温度条件下静置脱泡10-12h；
（3）将钛酸钡粉体分散于铸膜液中，60-70℃恒温下搅拌45-48h；聚偏氟乙烯（PVDF）与钛酸钡的质量比为100:0.5~5；
（4）室温下用刮刀将上述铸膜液在单晶硅片上刮膜，刮好的膜放入体积浓度为40%至60%的乙醇溶液凝胶浴中成膜；
（5）将所得膜依次放入去离子水、异丙醇和环己烷中浸泡10-12h，取出后自然晾干，即得具有指状孔结构的复合超滤膜。
2.根据权利要求1所述的具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜的制备方法，其特征在于，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的型号为K-30,其分子量为45000-58000。
3.根据权利要求1所述的具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜的制备方法，其特征在于，所述钛酸钡粉体的制备方法如下：
（1）将乙酸钡溶于醋酸中得A溶液；将钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，滴加冰醋酸，剧烈搅拌得B溶液；
（2）在剧烈搅拌下，逐滴将A溶液滴加到B溶液中，溶液滴加完毕后，用乙酸调节pH值至4-5；
（3）60-70℃条件下水浴回流1-1.5h形成凝胶,并于80-90℃下干燥研碎成干凝胶粉体，钛酸钡凝胶粉体在800-900℃下煅烧2-3h，再于乙醇介质球磨2-3h后，得到钛酸钡粉体。
4.一种具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜，其特征在于，由权利要求1-3任意一项所述方法制备。
CN2012104882933A 2012-11-26 2012-11-26 具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法 Pending CN102941024A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104882933A CN102941024A (zh) 2012-11-26 2012-11-26 具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104882933A CN102941024A (zh) 2012-11-26 2012-11-26 具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102941024A true CN102941024A (zh) 2013-02-27

Family

ID=47724069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104882933A Pending CN102941024A (zh) 2012-11-26 2012-11-26 具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102941024A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105419328A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 苏州大学 一种改性钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1687222A (zh) * 2005-03-29 2005-10-26 哈尔滨工业大学 聚偏氟乙烯改性膜及其制备方法
CN101164679A (zh) * 2007-08-10 2008-04-23 哈尔滨工业大学 一种聚偏氟乙烯纳米复合超低压超滤膜及其制备方法
KR20080071093A (ko) * 2007-01-29 2008-08-01 에보니크 데구사 게엠베하 플라즈마 처리된 중합체성 지지재에 대한 접착력이 개선된세라믹 막 및 그의 제조방법 및 용도
CN101423244A (zh) * 2008-11-19 2009-05-06 西北大学 一种掺锡钛酸钡纳米粉体的制备方法
CN101698141A (zh) * 2009-10-23 2010-04-28 华南理工大学 一种聚偏氟乙烯/氧化铝杂化膜制备方法
CN102242464A (zh) * 2010-05-10 2011-11-16 中国科学院理化技术研究所 聚合物-陶瓷复合材料纳米纤维膜及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1687222A (zh) * 2005-03-29 2005-10-26 哈尔滨工业大学 聚偏氟乙烯改性膜及其制备方法
KR20080071093A (ko) * 2007-01-29 2008-08-01 에보니크 데구사 게엠베하 플라즈마 처리된 중합체성 지지재에 대한 접착력이 개선된세라믹 막 및 그의 제조방법 및 용도
CN101164679A (zh) * 2007-08-10 2008-04-23 哈尔滨工业大学 一种聚偏氟乙烯纳米复合超低压超滤膜及其制备方法
CN101423244A (zh) * 2008-11-19 2009-05-06 西北大学 一种掺锡钛酸钡纳米粉体的制备方法
CN101698141A (zh) * 2009-10-23 2010-04-28 华南理工大学 一种聚偏氟乙烯/氧化铝杂化膜制备方法
CN102242464A (zh) * 2010-05-10 2011-11-16 中国科学院理化技术研究所 聚合物-陶瓷复合材料纳米纤维膜及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
屈晓田等: "钛酸钡纳米粉体的制备与X射线衍射分析", 《山西大学学报(自然科学版)》 *
陈岭娣: "聚偏氟乙烯(PVDF)/无机粉体复合超滤膜的制备与性能研究", 《中国优秀硕士论文集》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105419328A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 苏州大学 一种改性钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102614783B (zh) 一种多巴胺改性纳米材料制备高通量复合膜的方法
CN104785121B (zh) 海藻酸钠/聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜及制备和应用
CN103464006B (zh) Pdms/pvdf共混微孔膜的制备
CN103170260B (zh) 一种基于改性纳米二氧化钛的中空超滤膜纤维的制备工艺
CN104383818A (zh) 复合微孔隔膜、制备方法及其用途
CN104275100A (zh) 一种高抗污性石墨烯-环糊精复合纳滤膜的制备方法
CN102061049A (zh) 一种温度敏感聚偏氟乙烯凝胶膜及其制备方法
CN102430343B (zh) 一种聚偏氟乙烯平板微滤膜的制备方法
CN102060466A (zh) 防腐型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法
CN102068921A (zh) 一种pH敏感聚偏氟乙烯凝胶膜及其制备方法
CN102085459A (zh) 一种抗污染油水分离超滤膜的制备方法
CN103265702A (zh) 一种抗紫外耐高温甲基硅树脂的制备方法
CN104437100A (zh) 一种无机陶瓷超滤膜清洗剂及其制备方法
CN102941024A (zh) 具有指状孔结构的聚偏氟乙烯/钛酸钡/聚乙烯吡咯烷酮三元复合超滤膜及其制备方法
CN105056767A (zh) 一种荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜的制备方法
CN100357350C (zh) 以聚偏氟乙烯/聚氨酯共混膜为基膜的pH敏感膜及其制备工艺
CN101259386A (zh) 抗蛋白质污染的磷脂改性聚醚砜超滤膜及制备方法
CN203545699U (zh) 含硫酸钠污水处理装置
CN104174304B (zh) 一种抗污染pvdf分离膜的制备方法
CN104474931B (zh) 一种改性的聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法及其应用
CN110975636A (zh) 一种超滤膜的制备方法
CN105771704A (zh) 一种新型抗污染高选择性磺化聚砜纳滤膜的制备方法
CN103962013A (zh) 壳聚糖-四氧化三铁杂化膜及制备方法和应用
CN1278764C (zh) 抗蛋白质污染的卵磷脂－聚醚砜共混超滤膜的制备方法
CN108854593B (zh) 一种高通量与高截留率的双优型pvdf平板膜制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130227