CN105107391A - 一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法 - Google Patents

一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105107391A
CN105107391A CN201510542923.4A CN201510542923A CN105107391A CN 105107391 A CN105107391 A CN 105107391A CN 201510542923 A CN201510542923 A CN 201510542923A CN 105107391 A CN105107391 A CN 105107391A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pvdf
modification
hybridized film
powder
preparation
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.)
Granted
Application number
CN201510542923.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105107391B (zh
Inventor
肖凯军
朱子沛
朱良
汤旭
何其
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.)
Guangdong Junfeng BFS Co., Ltd.
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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 South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201510542923.4A priority Critical patent/CN105107391B/zh
Publication of CN105107391A publication Critical patent/CN105107391A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105107391B publication Critical patent/CN105107391B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法,首先,通过对纳米Al2O3进行分子接枝改性,形成酸性联合位点,同时对PVDF碱性接枝改性;再通过过氧化苯甲酰的引发作用使无机物Al2O3与有机物PVDF以化学键结合;最后,通过热致相变法制备双改性Al2O3/PVDF杂化膜。本发明方法大大提高了杂化膜的亲水性和膜抗污染能力,显著提升膜的机械强度和分离性能,扩大PVDF膜的应用范围。

Description

一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法
技术领域
本发明属于膜材料制备及其改性技术领域,具体涉及一种具有双改性螯合基团聚合杂化膜的制备方法。
背景技术
膜分离是一种用于物质分离、浓缩和提纯的技术手段,它以外界能量作为推动力,借助膜的选择透过性对多个组分的液体或者气体混合物进行分离、富集以及提纯。膜分离工艺流程简单,污染小,节能高效,能够在常温下操作,分离过程无相变,在食品、化工以及水处理等领域广泛运用。
聚偏氟乙烯是一种耐热、耐腐蚀,耐辐射、强度高、韧性好热塑性高分子,因此是制备分离膜的优质材料。然而,聚偏氟乙烯具有较强的疏水性,因此容易产生吸附污染,导致分离性能下降,膜使用寿命缩短,从而制约了其应用。目前,对PVDF膜的改性措施主要采用共混方法而引入亲水性物质,增加膜的抗污染性。但是,由于PVDF强烈的疏水性,与亲水性的第二组分的相容性差,使凝胶过程中两组分容易各自团聚和分相,整个膜结构往往收缩形成较大孔洞,不能形成连续均匀、致密的微观结构,降低其分离性能。直接掺杂无机纳米粒子如Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2的方法来制备杂化膜以提高PVDF膜亲水性,因其制备工艺简单,改性效果好而备受关注,然而直接添加Al2O3纳米粒子到PVDF铸膜液中,在制膜过程中容易产生Al2O3纳米粒子的团聚,严重影响成膜过程中膜孔的形成,使孔隙率下降,进而影响膜的机械强度及水通量,单纯对Al2O3粒子进行改性,再与PVDF进行共混制膜,由于缺乏化学键键合,Al2O3粒子与PVDF之间结合不牢固,使用一段时间后容易使无机相流失。
目前对于PVDF基体及Al2O3粒子进行同时改性的双改性Al2O3/PVDF杂化膜未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法,具体是通过对纳米Al2O3进行分子接枝改性,形成酸性结合位点,同时对PVDF(聚偏氟乙烯)进行碱性接枝改性,通过过氧化苯甲酰(BPO)的引发作用使无机物Al2O3与有机物PVDF以化学键结合,采用热致相变法制得高强度,高通量,耐污染的双改性Al2O3/PVDF杂化膜,增加膜的分离性能,提高膜机械强度和使用寿命。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备方法,首先,通过对纳米Al2O3进行分子接枝改性,形成酸性联合位点,同时对PVDF碱性接枝改性;再通过过氧化苯甲酰的引发作用使无机物Al2O3与有机物PVDF以化学键结合;最后,通过热致相变法制备双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
所述纳米Al2O3的改性:
(1)将干燥的纳米Al2O3粉体与乙醇溶液混合,超声分散,在55-65℃条件下,加入硅烷偶联剂,磁力搅拌,N2氛围中冷凝回流反应,得到改性后的纳米氧化铝分散液;
(2)将纳米氧化铝分散液离心分离,获得氧化铝沉淀之后,再用无水乙醇充分洗涤,除去未反应的硅烷偶联剂,再离心沉淀,将最终获得的沉淀进行干燥,得到改性纳米Al2O3
所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或2-氰乙基三乙氧基硅烷,所述硅烷偶联剂与纳米Al2O3粉体的质量比为(0.25~1):1。
所述超声分散条件为功率为220W,时间为30~50min;所述离心条件为5000~8000r/min。
所述PVDF的碱改性:在KOH的乙醇溶液中加入PVDF粉末,在50~70℃条件下,磁力搅拌均匀后,抽滤,并用去离子水清洗,直至清洗液pH=6.5~7.5,经干燥得到改性PVDF粉末。
所述PVDF粉体与KOH乙醇溶液的质量体积比1:(4.5~7)g/ml,所述KOH乙醇溶液的浓度为1~2mol/L。
所述双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备:在有机溶剂中加入改性纳米Al2O3,超声分散后加入改性PVDF粉末,然后加入过氧化苯甲酰,升温至70~85℃,搅拌将混合物混合均匀之后,停止搅拌,充入N2,反应15~24h,再加热至160~200℃,并搅拌,待混合均匀之后停止搅拌,再保温2~3h,充分逸出溶液中气泡,将得到的铸膜液进行刮膜,即制得双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
所述有机溶剂为DMAc/DMP混合溶剂、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。所述DMAc与DMP的体积比为1:1。
所述改性PVDF粉末与有机溶剂的质量体积比为1:(4~5)g/ml,改性纳米Al2O3与改性PVDF粉末的质量比为0.01-0.05;过氧化苯甲酰与改性纳米Al2O3的质量比为1:(0.5~5.4)。
在改性PVDF有机基体中引入改性无机组分,使有机相与无机相直接以更强的作用力相结合,使之同时具备有机膜的高截留率和无机膜的耐热与耐腐蚀等优点,提高强度和耐污染性能。Al2O3颗粒对水具有较强的亲和力,且强度高,化学稳定性好,适于PVDF铸膜液的亲水化改性,用硅烷偶联剂对纳米Al2O3粒子进行表面改性,改善了Al2O3在有机溶剂中的分散性,有效降低无机组分的聚集。与此同时,对PVDF进行碱改性,使PVDF中产生碳碳双键,形成改性活性位点,将双改性的纳米Al2O3和PVDF通过强配位作用螯合连结,形成具有化学键连接的有机/无机复合结构。最后,通过热致相转化法制备双改性无机/有机Al2O3/PVDF共混杂化膜,大大提高其亲水性和膜抗污染能力,显著提升膜的机械强度和分离性能,扩大PVDF膜的应用范围。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对纳米Al2O3粒子进行了改性后,Al2O3纳米粒子的团聚现象大为减少,测得的平均粒径最小为32.67nm,相对于未改性的Al2O3纳米粒子,平均粒径减少94.49%。
(2)双改性Al2O3/PVDF杂化膜的水接触角与原PVDF膜相比有着显著下降,杂化膜的亲水性能大幅提升,水通量和抗污染能力也大大增强,当改性Al2O3粒子的添加量为5%时,水通量高达612L·m-2·h-1,相对于未改性的PVDF膜,膜通量提高24.90%。
(3)双改性Al2O3/PVDF杂化膜的截留率与原PVDF膜相比有着一定程度的增加,当改性Al2O3粒子的添加量为5%时,对牛血清蛋白的截留率为83%。相对于未改性的PVDF膜,膜截留率提高5.06%。
(4)通过过氧化苯甲酰(BPO)的作用,使铸膜液中无机相与有机相之间以化学键连接。通过BPO的引发作用,显著地提高双改性Al2O3/PVDF杂化膜的力学性能。膜的拉伸强度由3.61MPa提升到5.01MPa。
(5)采用碱处理改性之后的PVDF与改性的Al2O3共混制备得到的杂化膜,其表面接触角明显下降,显著提高杂化膜的亲水性。
(6)改性纳米Al2O3改善了PVDF杂化膜的微观结构,改性Al2O3/PVDF杂化膜形成的球晶明显增加,球晶的密度尺寸缩小,杂化膜中形成了大量连通的界面孔,提高了膜的孔隙率。
附图说明
图1为Al2O3的表面官能化示意图。
图2为改性前后Al2O3的粒径分布。
图3为Al2O3改性前后红外光谱图分析图。
图4为不同碱处理时间PVDF膜的红外光谱图(A为0min、B为40min、C为80min)。
图5为双改性Al2O3/PVDF杂化膜的红外光谱图。
图6为双改性Al2O3/PVDF杂化膜水通量和截留率。
图7为BPO对双改性Al2O3/PVDF杂化膜拉伸强度的影响图。
图8(A)(B)分别为PVDF膜表面和断面扫面电镜图,(C)(D)分别为双改性PVDF/Al2O3杂化膜的表面和断面扫描电镜图。
图9为本发明合成线路图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明作进一步具体详细描述,但本发明的实施方式不限于此,对未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。
实施例1
1.纳米Al2O3的改性
取干燥后的纳米Al2O3粉体4g于烧杯中,加入150mL浓度为80%乙醇溶液中,在220W功率下超声分散35min,将获得溶液转移至150mL圆底中。在60℃油浴条件下,加入硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷2g,磁力搅拌,N2氛围中冷凝回流反应24h,得到改性后的纳米Al2O3分散液,以8000r/min的速度离心分离,获得Al2O3沉淀之后,再用无水乙醇洗涤,除去未反应的硅烷偶联剂,再以相同的转速离心沉淀,重复无水乙醇洗涤和离心沉淀三次,将最终离心获得的沉淀置于70℃的恒温干燥烘箱中12h,得到反应产物,记为Al2O3-Si-CH2=CH2,Al2O3的表面官能化示意图见图1。
2.PVDF的碱改性
用无水乙醇配置浓度为1.5mol/L的KOH乙醇溶液200mL,加入40gPVDF粉末,在60℃条件下,磁力搅拌80min后抽滤,并用去离子水清洗,直至清洗液pH=7,将改性的聚偏氟乙烯粉末烘干备用。
3.双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备
取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)82ml,加入0.9g改性纳米Al2O3,超声35min,加入碱改性之后的PVDF粉末18g,磁力搅拌30min,然后加入0.3g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:
取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.1g改性纳米Al2O3,超声35min,加入碱改性之后的PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,然后加入0.2g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于:
取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.3g改性纳米Al2O3,超声35min,加入碱改性之后的PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,然后加入0.2g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于:
所用的PVDF未经过碱改性,取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.5g改性纳米Al2O3,超声35min,加入PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,然后加入0.2g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于:
所用的PVDF经过碱处理40min(磁力搅拌40min),取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.5g改性纳米Al2O3,超声35min,加入PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,然后加入0.2g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于:
取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.5g纳米Al2O3,超声35min,加入碱改性之后的PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于:
Al2O3改性所用的硅烷偶联剂为2-氰乙基三乙氧基,取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.5g改性纳米Al2O3,超声35min,加入碱改性之后的PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,然后加入0.2g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于:
Al2O3未经过改性,取DMAc/DMP混合溶液(体积比为1:1)45ml,加入0.5g纳米Al2O3,超声35min,加入碱改性之后的PVDF粉末10g,磁力搅拌30min,然后加入0.2g过氧化苯甲酰,升温至80℃,混合均匀之后,停止搅拌,充入N2保护,反应16h,升高温度至180℃,混合均匀之后再保温3h,逸出溶液中气泡,将铸膜液进行刮膜即可得到双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
实施效果
水通量和截留率采用实验室自制的过滤装置进行测定,工作压力为0.1MPa,室温下将膜预压20min,待水稳定流出时,测定其水通量;用激光粒度仪测试了改性后Al2O3的平均粒径;用红外分别测试了Al2O3及改性Al2O3,不同碱处理的PVDF膜,添加BPO前后双改性Al2O3/PVDF杂化膜的光谱图;以牛血清蛋白BSA(分子量为67000)作为待测蛋白,测试杂化膜的截留率;膜表面接触角通过TX550全量程界面张力及接触角测定仪测定;膜的表面形态通过扫描电镜观察。
所制备的Al2O3/PVDF杂化膜的水接触角见表1。采用碱处理改性之后的PVDF与改性的Al2O3共混制备得到的Al2O3/PVDF杂化膜,其表面接触接触角明显下降,而且随着改性Al2O3的添加量的从1%上升到5%,接触角不断下降,这表明经过碱处理以及改性Al2O3的添加大大改善了膜的亲水性。PVDF原膜的接触角为88.82°,当改性Al2O3的添加量为5%时,接触角降为64.14°。但是当改性Al2O3的添加量超过5%时,杂化膜接触角下降速度明显减慢,再通过改性Al2O3添加量的增加来改善杂化膜的亲水性意义不大。
表1
未经改性(实施例8)及经过乙烯基三甲氧基(实施例1)和2-氰乙基三乙氧基(实施例7)两种不同的硅烷偶联剂改性之后的Al2O3的粒径分布见图2。经过改性之后Al2O3粒子的平均粒径均大为减小,粒径分布范围也更加集中,与2-氰乙基三乙氧基硅烷偶联剂相比,经过乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂改性之后的Al2O3粒子粒径峰值更小为32.67nm,粒径分布范围相对更窄在20nm至80nm之间。
原Al2O3粒子(实施例8)和经过乙烯基三甲氧基硅烷改性后的改性Al2O3(实施例1)红外图谱见图3。从图中可知看出,原Al2O3粉末在3448.45cm-1、1631.78cm-1、817.36cm-1、751.11cm-1、558.25cm-1有明显的吸收峰,其3448.45cm-1为-OH的伸缩振动峰,1631.78cm-1为-OH的弯曲振动吸收峰,而500-1000cm-1则是Al2O3本身的特征吸收峰。可以明显观察到,改性后的Al2O3粒子其3600cm-1附近的的吸收峰明显减弱,而在3064cm-1、2960cm-1、1430cm-1、1278cm-1、1132cm-1、1047cm-1附近出现了新的吸收峰。其中,3064cm-1为-C=C-的伸缩振动峰、2960cm-1和1430cm-1为-CH3的伸缩振动峰和-C-H弯曲振动峰,1278cm-1附近的吸收峰为羰基伸缩振动峰,另外从-OH伸缩振动峰3600cm-1处明显减弱的情况可以看出,硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷已经与Al2O3表面的活性羟基发生了化学反应,已经成功接枝于Al2O3分子表面。
PVDF粉末碱处理不同时间之后,通过热致相变法制得的PVDF膜的红外光谱图见图4。其中A(实施例4)、B(实施例5)、C(实施例1)的碱处理时间分别为0、40min、80min,从红外图中可见,未经过碱处理制得的PVDF原膜(图中A)在3018cm-1、2980cm-1、1402cm-1、1232cm-1、1170cm-1、1071cm-1、875cm-1、836cm-1、740cm-1处有明显的吸收峰,其中3000cm-1附近的吸收峰为C-F拉伸振动峰,2980cm-1附近的吸收峰为C-H的对称伸缩振动峰,875cm-1为聚偏氟乙烯无定形区的特征吸收峰,这与已经报道的PVDF中特征吸收峰一致。而经过碱处理之后,其对应的红外光谱则明显多出了一个吸收峰,该吸收峰的位置在1500cm-1至1700cm-1之间(图中B),而随着碱处理时间的延长达到80min时,该吸收峰更加明显(图中C),而吸收峰值约在1645cm-1处,这是碳碳双键伸缩振动峰,这表明,碱处理使PVDF分子链发生了脱HF反应,生成了C=C键,而随着碱处理时间的延长,1645cm-1处的吸收峰也更强,这表明随着碱处理时间的延长,生成的C=C键数目也越多。另外,从图中A、B、C共有吸收峰1402cm-1、1232cm-1、1170cm-1、1071cm-1、875cm-1、836cm-1、740cm-1来看,碱改性并未对PVDF分子链基本骨架进行破坏。
图5对比了Al2O3/PVDF杂化膜(图5中A)、未添加过氧化苯甲酰(实施例6,图5中B)以及添加了过氧化苯甲酰制备(实施例1,图5中C)的双改性Al2O3/PVDF杂化膜的红外光谱图。从图中三个杂化膜的红外特征吸收峰位置来看,双改性Al2O3/PVDF杂化膜保留了原来未改性Al2O3/PVDF杂化膜的各个特征峰,也就是说碱改性以及自由基引发剂的添加并未对PVDF以及Al2O3基本的骨架结构造成破坏,另外,从双改性Al2O3/PVDF杂化膜的红外图谱可见,新增了2927cm-1以及1645cm-1两个特征吸收峰,其中2927cm-1处可能是乙烯基三甲氧基与Al2O3表面羟基缩合之后,部分未水解的-OCH3中C-H键的伸缩振动峰,但是在添加过氧化苯甲酰之后红外图中,并未出现新的吸收峰,但是在C=C双键伸缩振动峰1645cm-1处的吸收峰明显减弱,这说明添加自由基引发剂之后能够促进改性PVDF以及改性Al2O3双键之间产生化学反应,从而在有机以及无机组分之间形成共价键连接,引起碳碳双键吸收峰的明显减弱,而可能因为双键之间结合以后产生的化学键亦为C-H键振动峰,其伸缩振动峰可能被现在的吸收峰所掩盖,或者形成的吸收峰较弱,故而没有发现新增的吸收峰。
双改性Al2O3/PVDF杂化膜的水通量和截留率情况见图6。从图中可以看出,随着乙烯基三甲氧基改性后Al2O3添加量的上升,杂化膜的水通量持续上升,当改性Al2O3粒子的添加量达到9%时,膜的水通量达到了651L·m-2·h-1,而随着改性Al2O3添加量的上升,制备的杂化膜其截留率先上升后下降,当改性Al2O3添加量达到5%时(实施例1),杂化膜的截留率达到了最大值83%。
双改性Al2O3/PVDF杂化膜的拉伸强度与改性Al2O3添加量的关系见图7。随着改性Al2O3添加量的上升,杂化膜的拉伸强度先升高后降低。当改性Al2O3粒子的添加量达到5%时(实施例1),测得的膜拉伸强度达到最大值,膜的拉伸强度由未添加时的3.61MPa(实施例6)提高到了5.01MPa。这表明过氧化苯甲酰(BPO)的添加促进了改性Al2O3-Si-CH=CH2与碱改性的PVDF分子之间的交联,BPO的添加促使铸膜液中改性PVDF中的双键与改性Al2O3-Si-CH=CH2之间产生了化学键,从而大大改善了膜的拉伸强度。
PVDF膜与双改性Al2O3/PVDF杂化膜的表面及断面见图8。相比原PVDF膜,改性Al2O3/PVDF杂化膜更为致密,表面存在海绵状的孔,而且孔径分布也较均匀,孔径尺寸也较细小,从横断面的情况来看,双改性Al2O3/PVDF杂化膜中球晶的形状更不规整,孔隙率更高,经过改性之后的PVDF与Al2O3粒子之间形成了化学键,从而使得PVDF球晶结构上附着有改性后的Al2O3粒子,形成了图中特殊的球晶形状。

Claims (10)

1.一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备方法,其特征在于,首先,通过对纳米Al2O3进行分子接枝改性,形成酸性联合位点,同时对PVDF碱性接枝改性;再通过过氧化苯甲酰的引发作用使无机物Al2O3与有机物PVDF以化学键结合;最后,通过热致相变法制备双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纳米Al2O3的改性:
(1)将干燥的纳米Al2O3粉体与乙醇溶液混合,超声分散,在55-65℃条件下,加入硅烷偶联剂,磁力搅拌,N2氛围中冷凝回流反应,得到改性后的纳米氧化铝分散液;
(2)将纳米氧化铝分散液离心分离,获得氧化铝沉淀之后,再用无水乙醇充分洗涤,除去未反应的硅烷偶联剂,再离心沉淀,将最终获得的沉淀进行干燥,得到改性纳米Al2O3
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或2-氰乙基三乙氧基硅烷,所述硅烷偶联剂与纳米Al2O3粉体的质量比为(0.25~1):1。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述超声分散条件为功率为220W,时间为30~50min;所述离心条件为5000~8000r/min。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述PVDF的碱改性:
在KOH的乙醇溶液中加入PVDF粉末,在50~70℃条件下,磁力搅拌均匀后,抽滤,并用去离子水清洗,直至清洗液pH=6.5~7.5,经干燥得到改性PVDF粉末。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述PVDF粉体与KOH乙醇溶液的质量体积比1:(4.5~7)g/ml,所述KOH乙醇溶液的浓度为1~2mol/L。
7.根据权利要求1~6任一项所述的方法,其特征在于,所述双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备:
在有机溶剂中加入改性纳米Al2O3,超声分散后加入改性PVDF粉末,然后加入过氧化苯甲酰,升温至70~85℃,搅拌将混合物混合均匀之后,停止搅拌,充入N2,反应15~24h,再加热至160~200℃,混合均匀之后再保温2~3h,充分逸出溶液中气泡,将得到的铸膜液进行刮膜,即制得双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述有机溶剂为DMAc/DMP混合溶剂、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述改性PVDF粉末与有机溶剂的质量体积比为1:(4~5)g/ml,改性纳米Al2O3与改性PVDF粉末的质量比为0.01-0.05;过氧化苯甲酰与改性纳米Al2O3的质量比为1:(0.5~5.4);所述DMAc与DMP的体积比为1:1。
10.权利要求1~9任意一项方法制备的双改性Al2O3/PVDF杂化膜。
CN201510542923.4A 2015-08-27 2015-08-27 一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法 Active CN105107391B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510542923.4A CN105107391B (zh) 2015-08-27 2015-08-27 一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510542923.4A CN105107391B (zh) 2015-08-27 2015-08-27 一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105107391A true CN105107391A (zh) 2015-12-02
CN105107391B CN105107391B (zh) 2017-11-07

Family

ID=54655634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510542923.4A Active CN105107391B (zh) 2015-08-27 2015-08-27 一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105107391B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105521717A (zh) * 2016-01-28 2016-04-27 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种用偶联剂法制备有机-无机杂化全热交换膜的方法
CN110449036A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 湖北中泉环保技术有限公司 抗污染超滤膜的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024393A (ko) * 2007-09-04 2009-03-09 (주)필로스 개질화된 불소수지막의 제조방법
US20110147308A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Siemens Water Technologies Corp. Charged Porous Polymeric Membranes and Their Preparation
CN103394293A (zh) * 2013-07-22 2013-11-20 东华大学 一种亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN104028116A (zh) * 2014-06-10 2014-09-10 上海应用技术学院 一种抗污染亲水性聚偏氟乙烯膜的改性方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024393A (ko) * 2007-09-04 2009-03-09 (주)필로스 개질화된 불소수지막의 제조방법
US20110147308A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Siemens Water Technologies Corp. Charged Porous Polymeric Membranes and Their Preparation
CN103394293A (zh) * 2013-07-22 2013-11-20 东华大学 一种亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN104028116A (zh) * 2014-06-10 2014-09-10 上海应用技术学院 一种抗污染亲水性聚偏氟乙烯膜的改性方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105521717A (zh) * 2016-01-28 2016-04-27 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种用偶联剂法制备有机-无机杂化全热交换膜的方法
CN110449036A (zh) * 2019-08-27 2019-11-15 湖北中泉环保技术有限公司 抗污染超滤膜的制备方法
CN110449036B (zh) * 2019-08-27 2021-09-07 湖北中泉环保技术有限公司 抗污染超滤膜的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105107391B (zh) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104548950B (zh) 无机纳米粒子增强型聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法
CN103223309B (zh) 一种碳纳米管填充优先透醇复合膜及其制备方法
CN109621739B (zh) 一种高通量pvdf多孔膜亲水化改性方法
CN105749766B (zh) 一种聚偏氟乙烯/TiO2纳米溶胶复合超滤膜的制备方法
CN113831761B (zh) 一种氨基酸改性纳米粒子及其制备方法和应用、抗污超滤膜
CN105694358B (zh) 磺化聚醚醚酮-磺化氧化石墨烯杂化膜及制备和应用
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
CN107952375A (zh) 一种基于atrp法的抗污染聚砜/氧化石墨烯共混超滤膜的制备方法
CN106621833A (zh) 一种利用掺氮氧化石墨烯/TiO2复合颗粒增强抗污染性的超滤膜的制备方法
CN106731883A (zh) 一种聚多巴胺纳米木质纤维素聚偏氟乙烯复合超滤膜及其制备方法
CN111186881B (zh) 一种壳聚糖改性的纳米TiO2光催化超滤膜的制备方法
CN104117293A (zh) 一种原位合成纳米银改性pvdf超滤膜的制备方法
CN105107391A (zh) 一种双改性Al2O3/PVDF杂化膜及其制备方法
CN109248571A (zh) 通过化学桥联制备用于二氧化碳分离的混合基质膜的方法
Ma et al. Significantly enhanced antifouling and separation capabilities of PVDF membrane by synergy of semi-interpenetrating polymer and TiO2 gel nanoparticles
CN104209023A (zh) 磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用
CN104248915A (zh) 一种提高亲水性的增强型平板复合微孔膜的制备方法
CN104028121A (zh) 磺化聚醚醚酮-氨基修饰钛纳米管杂化膜及制备和应用
CN106478975B (zh) 双功能嵌段聚合物的制备方法及其改性聚偏氟乙烯微滤膜的方法
CN104831364A (zh) 一种硫酸钙晶须表面改性的方法
CN103172898B (zh) 一种聚醚酰亚胺/氨基化二氧化硅杂化膜的制备方法
CN110951115B (zh) 一种用于环氧复合绝缘材料的表面接枝改性氧化铝及环氧复合绝缘材料
CN104785122B (zh) 一种聚醚砜‑纳米碳复合气体分离膜及其制备方法
CN103846024A (zh) 磺化聚醚醚酮/磺化铬有机骨架杂化膜及制备和应用
CN115025631B (zh) 一种基于聚乙二醇金属有机框架的混合基质膜及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190109

Address after: 510640 No. five, 381 mountain road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Co-patentee after: Guangdong Junfeng BFS Co., Ltd.

Patentee after: South China University of Technology

Address before: 510640 No. five, 381 mountain road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee before: South China University of Technology