CN106310965A - 一种聚合多巴胺改性的pvdf膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,它涉及一种PVDF超滤膜的改性方法。本发明的目的是要解决现有超滤膜改性方法中超滤膜亲水性差,纳米颗粒的团聚行为使得其在铸膜液中分散性差、易堵塞膜孔从而使改性膜的水通量下降的问题。一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法:一、制备Tris‑HCl缓冲溶液;二、合成SBA@PDA;三、合成聚合多巴胺;四、制备铸膜液;五、浇铸、成膜;六、清洗,得到聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。优点:1、对膜亲水性、粗糙度等进行优化,还能提高膜的抗污染性能;2、提高了其在分散剂中的分散性,减少了颗粒团聚的问题。本发明主要用于制备聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种PVDF超滤膜的改性方法。
背景技术
膜分离技术以其良好的去除效率、化学药剂使用少、能耗低、环境足迹小等一系列优点,在给水、废水、中水等水处理过程中得到了越来越广泛的关注和应用。目前,随着饮用水水质要求的日趋严格,保障水质安全显得尤为重要,膜技术与其他工艺的组合可以很好地去除细菌和微生物,进而确保饮用水的生物安全。但是膜污染问题会造成长期运行下水通量下降、能耗增加等,制约着膜技术的广泛应用。
目前常用的超滤膜材料有聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。这些材料虽然具有良好的化学稳定性,但其制成的膜表面疏水性强,在过滤时容易吸附污染物造成膜污染使得通量下降,因此对膜表面进行亲水改性,从而制备出抗污染性好、过滤速度快的膜显得尤为必要。
膜改性的方法主要有共混改性、表面改性。表面改性是直接在膜材料表面进行接枝,但其持久性不强,实际应用较少。共混改性是对材料本质的改性方法,其操作简单,易于实现。主要是在有机基质中加入合成的纳米材料,使其得到的膜既具有有机材料的特性又具有纳米颗粒的稳定性,在未提高成本的前提下增强了膜的机械强度和亲水性。同时,由于二者的协同作用而产生的界面作用进一步提升了聚合物的性能,强化了超滤膜在力学、热学等方面的特性。
在共混改性过程中,纳米颗粒加入到铸膜液中容易发生团聚行为,纳米颗粒的分散性下降将严重影响对膜的亲水改性效果,一方面纳米颗粒的尺寸效应得不到很好的发挥,另一方面团聚的纳米颗粒易堵塞膜孔造成水通量下降。且相分离过程中纳米颗粒扩散过快将使其多数集中在膜表面上,纳米颗粒的分布不均减小了膜的抗污染性。
多巴胺作为新型的亲水聚合物在常温、弱碱性水溶液中其邻苯二酚官能团很容易被氧化成醌结构,并与自身发生反歧化反应,生成半醌自由基,然后偶合形成交联键,易于形成均匀紧密的交联复合层。多巴胺对超滤膜的改性可以优化膜表面的亲水性、抗污性、抗菌性、生物相容性等,有很好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是要解决现有超滤膜改性方法中超滤膜亲水性差,纳米颗粒的团聚行为使得其在铸膜液中分散性差、易堵塞膜孔从而使改性膜的水通量下降的问题,而提供一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法。
一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
一、制备缓冲溶液:制备浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液;
二、合成SBA@PDA:将SBA和PEG400溶于浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后进行超声处理30min,得到SBA混合液,再在搅拌条件下向SBA混合液中加入盐酸多巴胺,在温度为30℃下避光聚合反应24h,得到聚合混合液,对聚合混合液离心清洗6次,得到SBA@PDA;所述SBA的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为1g:100mL;所述PEG400的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为50mg:100mL;所述盐酸多巴胺的质量与SBA混合液的体积比为200mg:100mL;
三、合成聚合多巴胺:将SBA@PDA溶于浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后进行超声处理30min,得到SBA@PDA混合液,再在搅拌条件下向SBA@PDA混合液中加入PEG-NH2溶液,在水浴温度为60℃下搅拌反应2h,得到反应产物,对反应产物离心清洗6次,得到聚合多巴胺;所述SBA@PDA的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为(0.8~1)g:45mL;所述的PEG-NH2溶液与SBA@PDA混合液的体积比为5:45,其中所述PEG-NH2溶液中PEG-NH2的浓度为100mg/L;
四、制备铸膜液:将聚合多巴胺加入分散溶剂中,在温度为60℃~80℃和搅拌速度为400r/min~600r/min的条件下搅拌24h,得到搅拌后聚合多巴胺混合液,对搅拌后聚合多巴胺混合液进行超声处理30min~60min,得到超声处理的聚合多巴胺混合液,将PVDF加入超声处理的聚合多巴胺混合液中,在温度为60℃~80℃和搅拌速度为400r/min~600r/min的条件下搅拌3h~4h,然后放入温度为60℃~80℃的真空干燥箱中静置脱泡3h~4h,得到铸膜液;所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为(1~4)g:1L;所述PVDF的质量与分散溶剂的体积比为9g:50mL;
五、浇铸、成膜:在温度为20℃~25℃、湿度70%~80%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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200μm~300μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发20s~30s后浸入到凝固浴中浸泡12h~24h,得到脱落后的超滤膜;
六、清洗:用蒸馏水清洗脱落后的超滤膜2~4次,清洗后的超滤膜保存在蒸馏水中,得到聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
本发明的优点:
一、SBA@PDA@PEG合成的材料一方面能够对膜亲水性、粗糙度等进行优化,另一方面还能提高膜的抗污染性能;
二、本发明的所制备的材料合成方法简单、易操作、成本较低;
三、本发明的SBA@PDA@PEG合成材料超声后大大提高了其在分散剂中的分散性,减少了颗粒团聚的问题;
四、本发明中,SBA@PDA@PEG合成材料改性的超滤膜亲水性、抗污染性得以增强;
五、本发明设备简单、周期短、易于实现;
六、本发明制备的SBA@PDA@PEG合成材料改性的超滤膜的纯水通量为97L/m2·h~144L/m2·h,污染测试时的通量为69L/m2·h~78L/m2·h,清洗后通量恢复率为81L/m2·h~94L/m2·h,水接触角72°~78°,BSA截留率为88%~96%。
本发明可获得一种聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
附图说明
图1为整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中■表示试验一得到的PVDF纯膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中●表示试验二得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中▲表示试验三得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中▼表示试验四得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中表示试验五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线;
图2为膜受污染清洗后的通量恢复情况;
图3为原膜与改性膜的接触角变化情况。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式是一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
一、制备缓冲溶液:制备浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液;
二、合成SBA@PDA:将SBA和PEG400溶于浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后进行超声处理30min,得到SBA混合液,再在搅拌条件下向SBA混合液中加入盐酸多巴胺,在温度为30℃下避光聚合反应24h,得到聚合混合液,对聚合混合液离心清洗6次,得到SBA@PDA;所述SBA的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为1g:100mL;所述PEG400的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为50mg:100mL;所述盐酸多巴胺的质量与SBA混合液的体积比为200mg:100mL;
三、合成聚合多巴胺:将SBA@PDA溶于浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后进行超声处理30min,得到SBA@PDA混合液,再在搅拌条件下向SBA@PDA混合液中加入PEG-NH2溶液,在水浴温度为60℃下搅拌反应2h,得到反应产物,对反应产物离心清洗6次,得到聚合多巴胺;所述SBA@PDA的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为(0.8~1)g:45mL;所述的PEG-NH2溶液与SBA@PDA混合液的体积比为5:45,其中所述PEG-NH2溶液中PEG-NH2的浓度为100mg/L;
四、制备铸膜液:将聚合多巴胺加入分散溶剂中,在温度为60℃~80℃和搅拌速度为400r/min~600r/min的条件下搅拌24h,得到搅拌后聚合多巴胺混合液,对搅拌后聚合多巴胺混合液进行超声处理30min~60min,得到超声处理的聚合多巴胺混合液,将PVDF加入超声处理的聚合多巴胺混合液中,在温度为60℃~80℃和搅拌速度为400r/min~600r/min的条件下搅拌3h~4h,然后放入温度为60℃~80℃的真空干燥箱中静置脱泡3h~4h,得到铸膜液;所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为(1~4)g:1L;所述PVDF的质量与分散溶剂的体积比为9g:50mL;
五、浇铸、成膜:在温度为20℃~25℃、湿度70%~80%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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200μm~300μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发20s~30s后浸入到凝固浴中浸泡12h~24h,得到脱落后的超滤膜;
六、清洗:用蒸馏水清洗脱落后的超滤膜2~4次,清洗后的超滤膜保存在蒸馏水中,得到聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:步骤一中所述的浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液以Tris-HCl为溶质,以去离子水为溶剂,利用浓度为0.1mol/L的HCl水溶液调节pH值。其他与具体实施方一相同。
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:步骤二中在超声功率100W下超声处理30min。其他与具体实施方一或二相同。
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:步骤二中所述的聚合混合液离心清洗6次具体过程如下:聚合混合液在离心转速为10000r/min下离心5min,得到聚合混合液固体,先用乙醇对聚合混合液固体离心清洗3次,乙醇清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,再用去离子水离心清洗3次,去离子水清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,得到SBA@PDA。其他与具体实施方一至三相同。
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:步骤三中在超声功率100W下超声处理30min。其他与具体实施方一至四相同。
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:步骤三中所述的反应产物离心清洗6次具体过程如下:反应产物在离心转速为10000r/min下离心5min,得到反应产物固体,先用乙醇对反应产物固体离心清洗3次,乙醇清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,再用去离子水离心清洗3次,去离子水清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,得到聚合多巴胺。其他与具体实施方一至五相同。
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:步骤四中在超声功率100W~300W下对搅拌后聚合多巴胺混合液进行超声处理30min~60min。其他与具体实施方一至六相同。
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:步骤四中所述的分散溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。其他与具体实施方一至七相同。
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:步骤五中所述的凝固浴为蒸馏水或乙醇。其他与具体实施方一至八相同。
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:步骤五中在温度为20℃、湿度70%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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250μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发30s后浸入到凝固浴中浸泡12h,得到脱落后的超滤膜。其他与具体实施方一至九相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容,其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果
试验一:一种纯PVDF超滤膜的制备方法具体是按以下步骤完成的:
一、制备铸膜液:将PVDF加入分散剂中,在温度为70℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌3h,然后放入温度为60℃的真空干燥箱中静置脱泡3h,得到铸膜液;所述PVDF的质量与分散溶剂的体积比为9g:50mL;
步骤一中所述的分散剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc);
二、浇铸、成膜:在温度为25℃、湿度70%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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250μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发30s后浸入到凝固浴中浸泡12h,得到脱落后的超滤膜;
步骤二所述的凝固浴为蒸馏水;
三、清洗:用蒸馏水清洗脱落后的超滤膜3次,清洗后的超滤膜保存在蒸馏水中,得到聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
试验二:一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
一、制备缓冲溶液:以Tris-HCl为溶质,以去离子水为溶剂,利用浓度为0.1mol/L的HCl水溶液调节pH值制备浓度为6.057g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液;
二、合成SBA@PDA:将1.0g SBA和50mg PEG400溶于100mL浓度为6.057g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后在超声功率100W下超声处理30min,得到SBA混合液,再在600r/min的搅拌速度下向SBA混合液中加入200mg盐酸多巴胺,在温度为30℃下避光聚合反应24h,得到聚合混合液,对聚合混合液离心清洗6次,得到SBA@PDA;
三、合成聚合多巴胺:将步骤二得到的SBA@PDA溶于45mL浓度为6.057g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后在超声功率100W下超声处理30min,得到SBA@PDA混合液,再在600r/min的搅拌速度下向SBA@PDA混合液中加入5mLPEG-NH2溶液,在水浴温度为60℃下搅拌反应2h,得到反应产物,对反应产物离心清洗6次,得到聚合多巴胺;所述PEG-NH2溶液中PEG-NH2的浓度为100mg/L;
四、制备铸膜液:将聚合多巴胺加入分散溶剂中,在温度为70℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌24h,得到搅拌后聚合多巴胺混合液,在超声功率200W下对搅拌后聚合多巴胺混合液进行超声处理30min,得到超声处理的聚合多巴胺混合液,将PVDF加入超声处理的聚合多巴胺混合液中,在温度为70℃和搅拌速度为500r/min的条件下搅拌3h,然后放入温度为60℃的真空干燥箱中静置脱泡3h,得到铸膜液;所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为1g:1L;所述PVDF的质量与分散溶剂的体积比为9g:50mL;
五、浇铸、成膜:在温度为25℃、湿度70%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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250μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发30s后浸入到凝固浴中浸泡12h,得到脱落后的超滤膜;
六、清洗:用蒸馏水清洗脱落后的超滤膜3次,清洗后的超滤膜保存在蒸馏水中,得到聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
本试验步骤二中所述的聚合混合液离心清洗6次具体过程如下:聚合混合液在离心转速为10000r/min下离心5min,得到聚合混合液固体,先用乙醇对聚合混合液固体离心清洗3次,乙醇清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,再用去离子水离心清洗3次,去离子水清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,得到SBA@PDA。
本试验于步骤三中所述的反应产物离心清洗6次具体过程如下:反应产物在离心转速为10000r/min下离心5min,得到反应产物固体,先用乙醇对反应产物固体离心清洗3次,乙醇清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,再用去离子水离心清洗3次,去离子水清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,得到聚合多巴胺。
本试验步骤四中所述的分散溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)。
本试验步骤五中所述的凝固浴为蒸馏水。
试验三:本试验与试验二的不同点是:步骤四中所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为2g:1L。其他与试验二相同。
试验四:本试验与试验二的不同点是:步骤四中所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为3g:1L。其他与试验二相同。
试验五:本试验与试验二的不同点是:步骤四中所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为4g:1L。其他与试验二相同。
表1
表1为试验一得到的PVDF超滤膜和试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的各项指标数据,由表1可知,试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜与试验一得到的PVDF超滤膜相比,改性的PVDF膜接触角得到了降低,说明经过聚合多巴胺改性的PVDF膜亲水性更强;通过通量对比可知,试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的通量都较试验一得到的纯PVDF膜的通量要高,并且在BSA污染实验中也能保持较高的通量;清洗后改性的PVDF膜具有较高的恢复,与纯PVDF膜相比通量恢复率有了明显改善,这说明试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的耐污染性得到了有效加强;并且试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜截留作用有所改善。
对试验一得到的PVDF纯膜和试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的膜通量进行测试。所用装置为美国MILLIPORE公司生产的Millipore8200型超滤杯。结果如图1所示,图1为整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中■表示试验一得到的PVDF纯膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中●表示试验二得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中▲表示试验三得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中▼表示试验四得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线,图中表示试验五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜整个运行周期中通量随时间的变化曲线。由图1可知,试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的水通量和BSA通量都超出试验一得到的纯PVDF超滤膜,由于聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜中聚合多巴胺的含量不同,所以对通量的提高程度有所不同,但聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜较纯膜提高了25.9%~157.1%。
图2为膜受污染清洗后的通量恢复情况,试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的聚合多巴胺的含量不同,但是通量恢复率较试验一得到的纯PVDF超滤膜均有提高。
图3为原膜与改性膜的接触角变化情况。试验二至五得到的聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜的接触角与纯PVDF超滤膜相比有明显下降,亲水性改性较成功。
Claims (10)
1.一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于它是按以下步骤完成的:
一、制备缓冲溶液:制备浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液;
二、合成SBA@PDA:将SBA和PEG400溶于浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后进行超声处理30min,得到SBA混合液,再在搅拌条件下向SBA混合液中加入盐酸多巴胺,在温度为30℃下避光聚合反应24h,得到聚合混合液,对聚合混合液离心清洗6次,得到SBA@PDA;所述SBA的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为1g:100mL;所述PEG400的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为50mg:100mL;所述盐酸多巴胺的质量与SBA混合液的体积比为200mg:100mL;
三、合成聚合多巴胺:将SBA@PDA溶于浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液中,然后进行超声处理30min,得到SBA@PDA混合液,再在搅拌条件下向SBA@PDA混合液中加入PEG-NH2溶液,在水浴温度为60℃下搅拌反应2h,得到反应产物,对反应产物离心清洗6次,得到聚合多巴胺;所述SBA@PDA的质量与浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液的体积比为(0.8~1)g:45mL;所述的PEG-NH2溶液与SBA@PDA混合液的体积比为5:45,其中所述PEG-NH2溶液中PEG-NH2的浓度为100mg/L;
四、制备铸膜液:将聚合多巴胺加入分散溶剂中,在温度为60℃~80℃和搅拌速度为400r/min~600r/min的条件下搅拌24h,得到搅拌后聚合多巴胺混合液,对搅拌后聚合多巴胺混合液进行超声处理30min~60min,得到超声处理的聚合多巴胺混合液,将PVDF加入超声处理的聚合多巴胺混合液中,在温度为60℃~80℃和搅拌速度为400r/min~600r/min的条件下搅拌3h~4h,然后放入温度为60℃~80℃的真空干燥箱中静置脱泡3h~4h,得到铸膜液;所述聚合多巴胺的质量与分散溶剂的体积比为(1~4)g:1L;所述PVDF的质量与分散溶剂的体积比为9g:50mL;
五、浇铸、成膜:在温度为20℃~25℃、湿度70%~80%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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200μm~300μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发20s~30s后浸入到凝固浴中浸泡12h~24h,得到脱落后的超滤膜;
六、清洗:用蒸馏水清洗脱落后的超滤膜2~4次,清洗后的超滤膜保存在蒸馏水中,得到聚合多巴胺改性的PVDF超滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤一中所述的浓度为6g/L~6.5g/L、pH=8.8的Tris-HCl缓冲溶液以Tris-HCl为溶质,以去离子水为溶剂,利用浓度为0.1mol/L的HCl水溶液调节pH值。
3.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤二中在超声功率100W下超声处理30min。
4.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤二中所述的聚合混合液离心清洗6次具体过程如下:聚合混合液在离心转速为10000r/min下离心5min,得到聚合混合液固体,先用乙醇对聚合混合液固体离心清洗3次,乙醇清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,再用去离子水离心清洗3次,去离子水清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,得到SBA@PDA。
5.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤三中在超声功率100W下超声处理30min。
6.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤三中所述的反应产物离心清洗6次具体过程如下:反应产物在离心转速为10000r/min下离心5min,得到反应产物固体,先用乙醇对反应产物固体离心清洗3次,乙醇清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,再用去离子水离心清洗3次,去离子水清洗时离心转速为10000r/min,单次离心时间为5min,得到聚合多巴胺。
7.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤四中在超声功率100W~300W下对搅拌后聚合多巴胺混合液进行超声处理30min~60min。
8.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤四中所述的分散溶剂为N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
9.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤五中所述的凝固浴为蒸馏水或乙醇。
10.根据权利要求1所述的一种聚合多巴胺改性的PVDF膜的制备方法,其特征在于步骤五中在温度为20℃、湿度70%的条件下将铸膜液浇铸在玻璃基板上,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250μm的铸膜液的玻璃基板;在空气中挥发30s后浸入到凝固浴中浸泡12h,得到脱落后的超滤膜。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108148216A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 浙江大学 | 一种表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜制备方法 |
CN110075923A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 江苏大学 | 一种g-C3N4/BiOI-pDA@PVDF光催化膜的仿生构建方法及其用途 |
CN110354097A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-22 | 湖南大学 | 一种五氟尿嘧啶纳米药物制剂的制备方法及其应用 |
CN112755798A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备具有高抗污染性能的油水分离膜的方法 |
CN113121859A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种电聚合聚多巴胺-碳纳米管复合膜的制备方法 |
CN113289601A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种泡沫碳催化剂的制备方法及应用 |
CN116212637A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-06-06 | 中国科学技术大学 | 一种基于聚离子液体刷功能化的超滤膜及其制备方法和应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102614783A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 大连理工大学 | 一种多巴胺改性纳米材料制备高通量复合膜的方法 |
CN103394295A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种亲水性pvdf复合超滤膜及其制备方法 |
CN103861476A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 同济大学 | 一种聚偏氟乙烯复合介孔膜的制备方法 |
-
2016
- 2016-11-01 CN CN201610936876.6A patent/CN106310965A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102614783A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 大连理工大学 | 一种多巴胺改性纳米材料制备高通量复合膜的方法 |
CN103861476A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 同济大学 | 一种聚偏氟乙烯复合介孔膜的制备方法 |
CN103394295A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种亲水性pvdf复合超滤膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
廖婵娟: "纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
杨林明等: "利用聚合多巴胺及PEG对PVDF中空纤维膜进行表面功能化的研究", 《膜科学与技术》 * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108148216A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 浙江大学 | 一种表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜制备方法 |
CN110075923A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 江苏大学 | 一种g-C3N4/BiOI-pDA@PVDF光催化膜的仿生构建方法及其用途 |
CN110354097A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-22 | 湖南大学 | 一种五氟尿嘧啶纳米药物制剂的制备方法及其应用 |
CN110354097B (zh) * | 2019-07-19 | 2021-08-03 | 湖南大学 | 一种五氟尿嘧啶纳米药物制剂的制备方法及其应用 |
CN112755798A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-05-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备具有高抗污染性能的油水分离膜的方法 |
CN112755798B (zh) * | 2019-10-21 | 2023-05-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备具有高抗污染性能的油水分离膜的方法 |
CN113121859A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种电聚合聚多巴胺-碳纳米管复合膜的制备方法 |
CN113121859B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-09-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种电聚合聚多巴胺-碳纳米管复合膜的制备方法 |
CN113289601A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种泡沫碳催化剂的制备方法及应用 |
CN113289601B (zh) * | 2021-06-25 | 2022-11-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种泡沫碳催化剂的制备方法及应用 |
CN116212637A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-06-06 | 中国科学技术大学 | 一种基于聚离子液体刷功能化的超滤膜及其制备方法和应用 |
CN116212637B (zh) * | 2022-12-08 | 2024-10-01 | 中国科学技术大学 | 一种基于聚离子液体刷功能化的超滤膜及其制备方法和应用 |
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