CN104117293B - 一种原位合成纳米银改性pvdf超滤膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，它涉及一种改性PVDF超滤膜的方法。本发明的目的是要解决现有无机纳米粒子改性PVDF超滤膜存在纳米粒子在膜内易团聚，在相分离时纳米粒子向水相扩散，富集在膜表面，对PVDF超滤膜抗污染性能的提高作用不明显的问题。制备方法：一、制备PVDF溶液；二、制备含有纳米银的混合液；三、制备铸膜液；四、浇铸、成膜；五、清洗，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。本发明制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量110L/m2·h～180L/m2·h，污染测试时的通量为70L/m2·h～90L/m2·h。本发明可获得一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性PVDF超滤膜的方法。
背景技术
近三十几年，膜滤技术在水处理应用中得到飞速发展，超滤技术被称为绿色物理分离技术。其不仅可以取代以混凝沉淀过滤为主的传统长流程分离工艺，而且几乎可以完全去除致病微生物，原则上又可以省去后续的消毒单元，从而大大缩短处理工艺流程。然而，膜污染和膜堵塞仍然是目前制约膜分离技术普及应用的重要因素。
目前常用膜材料中，聚偏氟乙烯具有良好的热稳定性，化学稳定性，耐辐射性和优异的机械性能，且价格便宜，因而受到广泛关注。但由于其表面能低，制得的膜亲水性差，在水处理过程中易被水中的杂质污染，使膜水通量减小且不能恢复，导致在水处理运行过程中，聚偏氟乙烯超滤膜存在易污染、反冲洗和停机清洗时间较多等问题，极大的限制了其在水厂的推广和使用。已知可通过物理和化学手段来改善膜的抗污染性，目前改性方法主要可分为膜表面改性和膜材料改性两大类。
共混超滤膜改性由于操作简便、效果好，既容易实现又经济实惠，一直是获得新型改性膜材料的常用方法。有机—无机共混操作简单，性能优异，加入亲水性无机纳米颗粒能增加膜的亲水性，同时增加膜的机械性能，是近来研究热点。但存在纳米粒子在膜内易团聚的问题，且在相分离时纳米粒子向水相扩散，富集在膜表面，增强了膜表面亲水性的同时膜断面亲水性增强较小，对膜抗污染性的提升有限。故提高无机纳米粒子在膜中的分散性是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有无机纳米粒子改性PVDF超滤膜存在纳米粒子在膜内易团聚，在相分离时纳米粒子向水相扩散，富集在膜表面，对PVDF超滤膜抗污染性能的提高作用不明显的问题，而提供一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法。
一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为50℃～60℃下搅拌4h～6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:(70～100)；
二、制备含有纳米银的混合液：将AgNO3溶解在分散溶剂Ⅱ中，再加入致孔剂，再在功率为50W～550W下超声分散60min～120min，得到含有纳米银的混合液；
步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:(10～50)；
步骤二中所述的AgNO3与致孔剂的质量比为1:(0.5～3)；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为50℃～70℃下，将含有纳米银的混合液以5滴/min～20滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为50℃～70℃和搅拌速度为400r/min～600r/min的条件下搅拌6h～12h，再放入温度为25℃～60℃的真空干燥箱中静置脱泡6h～12h，得到铸膜液；
步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为(10～20):86；
四、浇铸、成膜：在温度为15℃～30℃和湿度为50％～80％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.1mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.1mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s～50s，再浸入到凝固浴中浸泡12h～24h，得到脱落后的超滤膜；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗2次～5次，然后放入蒸馏水中保存，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
本发明的优点：
一、本发明采用在铸膜液中原位生成纳米银的方式，利用常规致孔剂的分散与还原作用，克服纳米颗粒在铸膜液中的团聚现象，提高其分散性，本发明制备的一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜具有明显的抗菌性和抗生物污染性，增加了膜的亲水性，使水通量和通量恢复率得到提高；
二、本发明的工艺操作简单易行，所用设备均为本领域常规仪器，工艺周期短，对工艺环境的要求较低，成本低廉；
三、本发明选用的溶剂和致孔剂均有还原AgNO3的作用，在形成铸膜液的同时生成纳米银，能够克服纳米银团聚的现象，很好地提高纳米银颗粒在铸膜液中的分散性，从而增强了PVDF超滤膜的亲水性和抑菌性，同时提高其水通量、水通量恢复率和抗污染能力；
四、本发明采用原位合成纳米银改性PVDF超滤膜，对PVDF超滤膜的微观结构没有产生明显影响，保留了PVDF分离膜原来优良的特性；
五、本发明AgNO3的加入量少，成本低廉；
六、本发明制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量110L/m2·h～180L/m2·h，污染测试时的通量为70L/m2·h～90L/m2·h，清洗后通量恢复率为85L/m2·h～95L/m2·h，水接触角62°～68°，BSA截留率为87％～93％。
本发明可获得一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
附图说明
图1是纯水通量随时间的变化曲线，图1中1是试验一制备的PVDF超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线，2是试验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线；
图2是试验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的透射电镜图；
图3是试验五制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的透射电镜图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为50℃～60℃下搅拌4h～6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:(70～100)；
二、制备含有纳米银的混合液：将AgNO3溶解在分散溶剂Ⅱ中，再加入致孔剂，再在功率为50W～550W下超声分散60min～120min，得到含有纳米银的混合液；
步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:(10～50)；
步骤二中所述的AgNO3与致孔剂的质量比为1:(0.5～3)；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为50℃～70℃下，将含有纳米银的混合液以5滴/min～20滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为50℃～70℃和搅拌速度为400r/min～600r/min的条件下搅拌6h～12h，再放入温度为25℃～60℃的真空干燥箱中静置脱泡6h～12h，得到铸膜液；
步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为(10～20):86；
四、浇铸、成膜：在温度为15℃～30℃和湿度为50％～80％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.1mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.1mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s～50s，再浸入到凝固浴中浸泡12h～24h，得到脱落后的超滤膜；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗2次～5次，然后放入蒸馏水中保存，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
本实施方式的优点：
一、本实施方式采用在铸膜液中原位生成纳米银的方式，利用常规致孔剂的分散与还原作用，克服纳米颗粒在铸膜液中的团聚现象，提高其分散性，本体实施方式制备的一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜具有明显的抗菌性和抗生物污染性，增加了膜的亲水性，使水通量和通量恢复率得到提高；
二、本实施方式的工艺操作简单易行，所用设备均为本领域常规仪器，工艺周期短，对工艺环境的要求较低，成本低廉；
三、本实施方式选用的溶剂和致孔剂均有还原AgNO3的作用，在形成铸膜液的同时生成纳米银，能够克服纳米银团聚的现象，很好地提高纳米银颗粒在铸膜液中的分散性，从而增强了PVDF超滤膜的亲水性和抑菌性，同时提高其水通量、水通量恢复率和抗污染能力；
四、本实施方式采用原位合成纳米银改性PVDF超滤膜，对PVDF超滤膜的微观结构没有产生明显影响，保留了PVDF分离膜原来优良的特性；
五、本实施方式AgNO3的加入量少，成本低廉；
六、本实施方式制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量110L/m2·h～180L/m2·h，污染测试时的通量为70L/m2·h～90L/m2·h，清洗后通量恢复率为85L/m2·h～95L/m2·h，水接触角62°～68°，BSA截留率为87％～93％。
本实施方式可获得一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤二中所述的致孔剂为聚乙烯吡络烷酮、聚乙二醇或尿素。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤四中所述的凝固浴为蒸馏水。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min～600r/min和温度为55℃～60℃下搅拌5h～6h，得到PVDF溶液。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:14；所述的AgNO3与致孔剂的质量比为1:0.5。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤三中在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将含有纳米银的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为15:86。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下试验对本发明的有益效果进行验证：
试验一：一种PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下搅拌6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70；
二、制备分散溶剂/致孔剂的混合液：将致孔剂溶解在分散溶剂Ⅱ中，再在功率为450W下超声分散60min，得到分散溶剂/致孔剂的混合液；
步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤二中所述的致孔剂为聚乙烯吡络烷酮；
步骤二中所述的致孔剂与分散溶剂Ⅱ的质量比为0.5:14；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将分散溶剂/致孔剂的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液；
步骤三中所述的分散溶剂/致孔剂的混合液中分散溶剂与PVDF溶液的质量比为14:86；
步骤二中所述的分散溶剂/致孔剂的混合液中致孔剂与PVDF溶液的质量比为0.5:86；
四、浇铸、成膜：在温度为25℃和湿度为77％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡12h，得到脱落后的超滤膜；
步骤四所述的凝固浴为蒸馏水；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次，然后放入蒸馏水中保存，得到PVDF超滤膜。
试验二：一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下搅拌6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70；
二、制备含有纳米银的混合液：将AgNO3溶解在分散溶剂Ⅱ中，再加入致孔剂，再在功率为450W下超声分散60min，得到含有纳米银的混合液；
步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤二中所述的致孔剂为聚乙烯吡络烷酮；
步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:14；
步骤二中所述的AgNO3与致孔剂的质量比为1:0.5；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将含有纳米银的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液；
步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为15:86；
四、浇铸、成膜：在温度为25℃和湿度为77％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡12h，得到脱落后的超滤膜；
步骤四所述的凝固浴为蒸馏水；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次，然后放入蒸馏水中保存，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
将试验一和试验二制备的PVDF超滤膜和原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的各项性能数据列于表1，表1为试验一和试验二制备的PVDF超滤膜和原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的各项性能数据，由表1可知，试验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的接触角明显减小，说明试验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的亲水性得到提高，纯水通量较大；且能够在BSA溶液中保持较高的通量，清洗后膜的通量恢复率有很大的提高，对BSA的截留作用增强，表明试验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的耐污染性能得到较大改善。
表1
使用美国MILLIPORE公司生产的Millipore8200型超滤杯组装超滤测试平台对试验一和试验二制备的PVDF超滤膜和原位合成纳米银改性PVDF超滤膜进行测试，如图1所示；图1是纯水通量随时间的变化曲线，图1中1是试验一制备的PVDF超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线，2是试验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线。从图1可知，在同一时间，试验二制备的PVDF超滤膜和原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量较试验一制备的PVDF超滤膜的纯水通量有很大的提高，提高了85％以上。
试验三：一种PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下搅拌6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基乙酰胺；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70；
二、制备分散溶剂/致孔剂的混合液：将致孔剂溶解在分散溶剂Ⅱ中，再在功率为450W下超声分散60min，得到分散溶剂/致孔剂的混合液；
步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基乙酰胺；
步骤二中所述的致孔剂为聚乙烯吡络烷酮；
步骤二中所述的致孔剂与分散溶剂Ⅱ的质量比为0.5:14；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将分散溶剂/致孔剂的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液；
步骤三中所述的分散溶剂/致孔剂的混合液中分散溶剂与PVDF溶液的质量比为14:86；
步骤二中所述的分散溶剂/致孔剂的混合液中致孔剂与PVDF溶液的质量比为0.5:86；
四、浇铸、成膜：在温度为25℃和湿度为77％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡12h，得到脱落后的超滤膜；
步骤四所述的凝固浴为蒸馏水；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次，然后放入蒸馏水中保存，得到PVDF超滤膜。
试验四：一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下搅拌6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基乙酰胺；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70；
二、制备含有纳米银的混合液：将AgNO3溶解在分散溶剂Ⅱ中，再加入致孔剂，再在功率为450W下超声分散60min，得到含有纳米银的混合液；
步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基乙酰胺；
步骤二中所述的致孔剂为聚乙烯吡络烷酮；
步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:14；
步骤二中所述的AgNO3与致孔剂的质量比为1:0.5；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将含有纳米银的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液；
步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为15:86；
四、浇铸、成膜：在温度为25℃和湿度为77％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡12h，得到脱落后的超滤膜；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次，然后放入蒸馏水中保存，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
将试验三和试验四制备的PVDF超滤膜和原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的各项性能数据列于表2，表2为试验三和试验四制备的PVDF超滤膜和原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的各项性能数据，由表2可知，试验四制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的接触角明显减小，说明试验四制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的亲水性得到提高，纯水通量较大；且能够在BSA溶液中保持较高的通量，清洗后膜的通量恢复率有很大的提高，对BSA的截留作用增强，表明试验四制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的耐污染性能得到较大改善。
表2
试验五：一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下搅拌6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70；
二、制备含有纳米银的混合液：将AgNO3溶解在分散溶剂Ⅱ中，再在功率为450W下超声分散60min，得到含有纳米银的混合液；
步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:14；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将含有纳米银的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液；
步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为15:86；
四、浇铸、成膜：在温度为25℃和湿度为77％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡12h，得到脱落后的超滤膜；
步骤四所述的凝固浴为蒸馏水；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次，然后放入蒸馏水中保存，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
试验五制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的纯水通量为112L/m2·h，污染测试时的通量为73L/m2·h，清洗后通量恢复率为68.4％，水接触角72°，BSA截留率为84.5％。
图2是实验二制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的透射电镜图，图3是实验五制备的原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的透射电镜图。实验五与实验二唯一的区别在于，实验五未添加致孔剂聚乙烯吡络烷酮；图2和图3中的黑色颗粒即为纳米银颗粒；对比图2和图3可以看出，加入聚乙烯吡络烷酮后能够明显改善纳米银在PVDF膜中的分散性，从而增加膜的亲水性，提高纯水通量和抗污染能力。
Claims (1)
1.一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法，其特征在于一种原位合成纳米银改性PVDF超滤膜的制备方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF溶液：将PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ混合，在搅拌速度为500r/min～600r/min和温度为55℃～60℃下搅拌5h～6h，得到PVDF溶液；
步骤一中所述的分散溶剂Ⅰ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤一中所述的PVDF粉末与分散溶剂Ⅰ的质量比为16:70；
二、制备含有纳米银的混合液：将AgNO3溶解在分散溶剂Ⅱ中，再加入致孔剂，再在功率为50W～550W下超声分散60min～120min，得到含有纳米银的混合液；
步骤二中所述的分散溶剂Ⅱ为N,N-二甲基甲酰胺；
步骤二中所述的致孔剂为聚乙烯吡络烷酮；
步骤二中所述的AgNO3与分散溶剂Ⅱ的质量为1:14；
步骤二中所述的AgNO3与致孔剂的质量比为1:0.5；
三、制备铸膜液：在搅拌速度为500r/min和温度为60℃下，将含有纳米银的混合液以15滴/min的滴速滴加到PVDF溶液中，再在温度为60℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡6h，得到铸膜液；
步骤三中所述的含有纳米银的混合液与PVDF溶液的质量比为15:86；
四、浇铸、成膜：在温度为15℃～30℃和湿度为50％～80％的条件下将铸膜液浇铸在干净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.1mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.1mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s～50s，再浸入到凝固浴中浸泡12h～24h，得到脱落后的超滤膜；
步骤四中所述的凝固浴为蒸馏水；
五、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗2次～5次，然后放入蒸馏水中保存，得到原位合成纳米银改性PVDF超滤膜。
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