CN116196780A - 一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用，属于分离膜技术领域。本发明所述的制备方法，包括以下步骤，S1、将亲水性高分子与功能单体溶于溶剂，得到处理液；S2、将基膜浸渍于S1所述的处理液，后进行电离辐射，得到所述的改性多孔分离膜。本发明所述的制备方法通过电离辐射在基膜表面产生活性自由基，以引发接枝反应，在基膜的膜表面或膜孔道表面通过碳‑碳键或碳‑氧键的形式修饰上亲水性高分子和功能单体，构建出具有亲水性的分子刷或水凝胶层，大幅提高接枝稳定性。

Description

一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于分离膜技术领域，尤其涉及一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用。

背景技术

膜分离技术具有分离效率高、能耗低、设备紧凑等优点，已成为纯水制备、生活污水及工业废水处理、海水淡化、血液透析、药物纯化等分离工艺中不可或缺的关键技术。然而在膜分离应用过程中，传统单一的高分子膜往往面临严峻的膜污染问题，因此对高分子膜进行亲水化改性，进而提升分离速度快和耐污染性，以获得更高效的分离膜材料具有十分重要的意义。

目前高分子膜亲水改性的方法主要有表面涂覆法、表面接枝改性法等。膜表面的涂覆改性法通常都是直接在膜表面涂覆一层或多层膜亲水的涂层。亲水涂层在物理吸附、氢键、分子交联等作用下的附着在原基底表面，高分子膜的亲水性有一定程度提升。但是表面涂覆法会导致原有膜孔径减小或者堵塞，影响分离性能，并且在长时间使用过程中，涂覆层还面临着脱落的风险。接枝改性就是在膜表面采用化学键的形式接枝上功能单体，与表面涂覆法相比，表面接枝改性法更加稳定，避免了表面涂覆法由于长时间过滤而失去亲水层的问题。功能单体的接枝率主要取决于膜表面反应位点的密度，但是常规的光引发接枝、等离子体引发接枝、自由基聚合引发接枝易导致膜表面的接枝率较低和分布不均匀的结果。因此，通过简单的制备方法，一步法获得高性能且高化学稳定性的超亲水、耐污染的分离膜材料依旧面临着巨大挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用。通过电离辐射的方式在基膜上构建具有亲水性的微纳米结构。

本发明的第一个目的是提供一种改性多孔分离膜的制备方法，包括以下步骤，

S1、将亲水性高分子与功能单体溶于溶剂，得到处理液；

S2、将基膜浸渍于S1所述的处理液，后进行电离辐射，得到所述的改性多孔分离膜。

在本发明的一个实施例中，在S1中，所述亲水性高分子的分子量为200-50000；所述亲水性高分子为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和海藻酸钠中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，在S1中，所述功能单体为丙烯酸、丙烯酰胺、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐和3-(N-2-甲基丙烯氧基乙基-N,N-二甲基)氨丙磺酸中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，在S1中，所述处理液中亲水性高分子的浓度为1g/L-50g/L；功能单体的浓度为0.5g/L-30g/L。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述浸渍的时间为0.5h-24h，温度为20℃-50℃。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述电离辐射的辐射源为电子束或伽马射线。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述电离辐射的辐照剂量为1kGy-300kGy；剂量吸收率为0.1kGy/h-100kGy/h；辐照时间为0.1h-48h。在高强度的辐射条件下，聚合物链上生成自由基或离子，以引发含有双键的功能单体聚合，在高分子材料表面发生接枝反应。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述基膜的材料为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚砜、聚酰胺或尼龙。

在本发明的一个实施例中，在S2中，所述基膜的孔径为0.1μm-10μm。

在本发明的一个实施例中，在S2之前，还包括对所述基膜进行预处理，所述预处理是将基膜浸泡在有机溶液。

在本发明的一个实施例中，所述有机溶剂为乙醇。

本发明的第二个目的是提供一种所述的方法制备的改性多孔分离膜，所述改性多孔分离膜的孔径为50nm-50μm。

在本发明的一个实施例中，所述改性多孔分离膜具有优异的耐化学稳定性以及热稳定性。在pH值为1-12的范围内化学性质稳定；在盐溶液浓度大于0.1mol/L的环境中化学性质稳定。

在本发明的一个实施例中，所述改性多孔分离膜具有亲水的微纳米结构，包含在多孔膜表面和多孔膜内部形成的微纳米级厚度的水凝胶层，所形成的凝胶层分子结构为交联网络结构或为刷状结构。

在本发明的一个实施例中，所述改性多孔分离膜具有优异的亲水性。在空气中与水的接触角小于60°，且在较短的时间内实现完全浸润；在水下与油的接触角大于140°。

在本发明的一个实施例中，所述改性多孔分离膜在水下具有优异的抗油粘附性，其水下对油的粘附力小于10μN。

本发明的第三个目的是提供一种所述的改性多孔分离膜在油水分离中的应用。

在本发明的一个实施例中，所述的油水分离的混合体系中的油包括异辛烷、二氯乙烷、正己烷、石油醚、正十六烷、食用油、汽油、柴油、重油和原油中的一种或多种。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的制备方法通过电离辐射在基膜表面产生活性自由基，以引发接枝反应，在基膜的膜表面或膜孔道表面通过碳-碳键或碳-氧键的形式修饰上亲水性高分子和功能单体，构建出具有亲水性的分子刷或水凝胶层，大幅提高接枝稳定性。

(2)本发明所述的制备方法具有接枝率高和接枝均匀的优点，原因是在处理液中同时加入亲水高分子和功能单体，在高强度电离辐射环境下，高分子的分子链也会发生断裂，产生更多的自由基，引发功能单体发生聚合反应。在高浓度条件下，形成交联网络结构；在低浓度条件下，形成分子刷结构，大幅提升了接枝率。

(3)本发明所述的制备方法采用高能电子束或伽马射线作为辐照源，具有穿透性强的特点，不仅在高分子膜的表面形成亲水微纳米结构，在孔道内部也形成亲水微纳米结构，具有接枝均匀的优点。

(4)本发明所述的制备方法具有工艺简单、原料低廉、反应温度温和、无引发剂、产物纯净、后处理简单、易于大面积制备改性多孔分离膜以及可用于大规模产业化连续生产等优点。

(5)本发明所述的改性多孔分离膜是一种超亲水、耐污染且高抗油粘附性能的改性多孔分离膜，具有优异的化学稳定性和热稳定性。该分离膜具有分离效率高、分离速度快、无需外力驱动、易清洗、耐污染等优点，在油水混合乳液的应用范围较广。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明实施例1的改性多孔分离膜的扫描电镜图片；其中，a为改性多孔分离膜表面的微观形貌图，b为改性多孔分离膜断面的微观形貌图。

图2为本发明实施例1的改性多孔分离膜在空气氛围下，水滴(液滴尺寸为2μL)在改性多孔分离膜表面随时间增长而逐渐完全浸润过程的光学照片；其中，a为水滴和膜表面接触瞬间的光学照片，b为水滴和膜表面接触后0.5s的光学照片，c为水滴和膜表面接触后1.0s的光学照片，d为水滴和膜表面接触后2.0s的光学照片。

图3为本发明实施例1的改性多孔分离膜在水下对二氯乙烷的接触角的光学照片。

图4为本发明实施例1的改性多孔分离膜在水下对二氯乙烷的粘附性能的光学照片；其中，a为二氯乙烷油滴未接触到改性多孔分离膜表面的状态，b为二氯乙烷油滴接触到改性多孔分离膜表面，c为二氯乙烷油滴在离开改性多孔分离膜表面后。

图5为本发明实施例1的改性多孔分离膜的油水分离测试装置以及正十六烷/水乳液分离前后的照片。

图6为本发明实施例1的改性多孔分离膜浸泡在原油中，随后放入水中发生自清洁过程的光学照片；其中，a为未浸泡在原油的状态；图b为浸泡在原油中的状态；c为浸泡在原油后放入水中的状态；d为从水中取出干燥后的状态。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

在本发明中，除非另有说明，PVDF商用多孔膜购自海宁市益博过滤器材厂。

在本发明中，除非另有说明，PTFE商用多孔膜购自海宁市益博过滤器材厂。

实施例1

一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用，具体包括以下步骤：

(1)将孔径为2μm的PVDF商用多孔膜浸入乙醇溶液中超声，然后将该多孔膜转入去离子水中待用。

(2)在反应瓶中加入500mL去离子水，10g分子量为2000的聚乙烯醇和5g3-(N-2-甲基丙烯氧基乙基-N,N-二甲基)氨丙磺酸，60℃下恒温搅拌至溶液混合均匀，配制获得处理液，冷却至室温后待用。

(3)常温下，将步骤(1)中处理后的PVDF商用多孔膜浸入步骤(2)的处理液中，浸没时间为12h，浸没完成后，置于自封袋中，置于钴源下进行伽马射线辐照，辐照剂量为70kGy；剂量吸收率为10kGy/h；辐照时间为7h。辐照完毕后将多孔膜取出，用去离子水反复清洗多次，即获得改性多孔分离膜，膜的孔径约为1.1μm-1.4μm。

对制备得到的改性多孔分离膜进行测试，具体如下：

(1)用扫描电子显微镜表征PVDF多孔膜接枝前后的形貌，结果如图1所示。从图1可以看出，经电离辐射接枝后，PVDF多孔膜表面覆盖了一层凝胶状物质，膜表面的孔径明显变小。经泡压法孔径分析仪测试，经电离辐射接枝后，PVDF多孔膜的平均孔径由2.0μm降至1.4μm。

(2)用接触角测量仪测试改性多孔分离膜的接触角，结果如图2所示。从图2可以看出，该改性多孔分离膜表面在空气氛围下的对瞬间接触角约为15°，随时间延长，水滴逐渐铺展，在接触2s时完全铺展(其中水的体积为2μL)，该分离膜具有超亲水的性质。

(3)将改性多孔分离膜浸没在水中，在水下测量该水油分离膜对二氯乙烷的接触角，结果如图3所示。从图3可以看出，接触角约为158°，具有水下超疏油性质。

(4)用高灵敏度微电粘附仪测试该改性多孔分离膜在水下对油滴的粘附性为，将20μL的二氯乙烷油滴悬挂于固定在水中的金属测试管底部，以0.01mm/min的运行速度移动二氯乙烷油滴，使其与待测试的改性多孔分离膜表面接触并挤压发生大形变，随后以相同的运行速度，向上提拉二氯乙烷油滴直至恢复到起始位置，同时记录下整个过程中力的变化过程，结果如图4所示。从图4可以看出，在外力作用下，二氯乙烷油滴与改性PVDF膜表面充分接触。当施加相反方向的力后，二氯乙烷油滴与膜表面脱落，此时并未发现油滴在膜表面发生粘附现象。通过计算可得该改性多孔分离膜对二氯乙烷油滴的粘附力约为1μN，从而表明所制备的改性多孔分离膜在水下具有优异的抗油粘附性质。

(5)使用图5所示的检测装置对改性多孔分离膜进行油水分离性能的测试。将改性多孔分离膜固定在测试槽内，将异辛烷和去离子水按照体积比1：99混合，再加入少量十二烷基硫酸钠，超声30min后充分搅拌获得所需的油水乳液混合物，分离设备和分离过程如图6所示。油水混合物进入油水分离装置后，混合物中的水相快速通过改性多孔分离膜，而异辛烷则被改性多孔分离膜所阻挡，分离后水中油含量小于10ppm，分离效率大于99.9％，从而实现了高效的油水乳液分离。

(6)将改性多孔分离膜放入pH为12的NaOH溶液中，浸没30天，改性多孔分离膜的多级亲水粗糙微/纳结构未被破坏，仍具有优异的超亲水、耐污染的性质。

实施例2

一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用，具体包括以下步骤：

(1)将孔径为0.1μm的PTFE商用多孔膜浸入乙醇溶液中超声，然后将该多孔膜转入去离子水中待用。

(2)在反应瓶中加入500mL去离子水，2.5g相对分子量为1000的聚乙二醇和2.5g[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵，常温下恒温搅拌至溶液混合均匀，配制获得处理液。

(3)常温下，将步骤(1)中处理后的PTFE商用多孔膜浸入步骤(2)的处理液中，浸没时间为6h，浸没完成后，置于自封袋中，置于钴源下进行伽马射线辐照，辐照剂量为80kGy；剂量吸收率为10kGy/h；辐照时间为8h。辐照完毕后将PTFE商用多孔膜取出，用去离子水反复清洗多次，即获得改性多孔分离膜，膜的孔径约为0.05μm-0.07μm。

对制备得到的改性多孔分离膜进行测试，具体如下：

(1)用接触角测量仪测试改性多孔分离膜的接触角，该改性多孔分离膜表面在空气氛围下的对3μL的水接触角约为0°，该分离膜具有超亲水的性质。

(2)将改性多孔分离膜浸没在水中，在水下测量该水油分离膜对正己烷的接触角大于150°，具有水下超疏油性质，对应的接触角为155°。

(3)用高灵敏度微电粘附仪测试该改性多孔分离膜在水下对油滴的粘附性为，将30μL的正己烷油滴悬挂于固定在水中的金属测试管底部，以0.05mm/min的运行速度移动正己烷油滴，使其与待测试的改性多孔分离膜表面接触并挤压发生大形变，随后以相同的运行速度，向上提拉正己烷油滴直至恢复到起始位置，同时记录下整个过程中力的变化过程，通过程序计算可得该改性多孔分离膜对正己烷油滴的粘附力约为3μN，从而表明所制备的改性多孔分离膜在水下具有优异的抗油粘附性质。

(4)使用图5所示的检测装置对改性多孔分离膜进行油水分离性能的测试。将改性多孔分离膜固定在测试槽内，将正己烷和去离子水按照体积比5:95混合，再加入少量十二烷基硫酸钠，超声30min后充分搅拌获得所需的油水乳液混合物。油水混合物进入油水分离装置后，混合物中的水相快速通过改性多孔分离膜，而正己烷则被改性多孔分离膜所阻挡，成功实现了高效的油水乳液分离。

(5)将改性多孔分离膜放入pH为1的HCl溶液中，浸没15天，改性多孔分离膜的多级亲水粗糙微/纳结构未被破坏，仍具有优异的超亲水、耐污染的性质。

实施例3

一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用，具体包括以下步骤：

(1)将孔径为0.45μm的PES商用多孔膜浸入乙醇溶液中超声，然后将该多孔膜转入去离子水中待用。

(2)在反应瓶中加入500mL去离子水，10g相对分子量为1000的聚乙烯醇和5g1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐，室温下恒温搅拌至溶液混合均匀，配制获得处理液，冷却至室温后待用。

(3)常温下，将步骤(1)中处理后的PES商用多孔膜浸入步骤(2)的处理液中，浸没时间为3h，浸没完成后，置于自封袋中，置于钴源下进行伽马射线辐照，辐照剂量为70kGy；剂量吸收率为10kGy/h；辐照时间为7h。辐照完毕后将PES商用多孔膜取出，用去离子水反复清洗多次，即获得具有超亲水、耐污染性能的改性多孔分离膜，膜的孔径约为0.30μm-0.35μm。

对制备得到的改性多孔分离膜进行测试，具体如下：

(1)用接触角测量仪测试改性多孔分离膜的接触角，该改性多孔分离膜表面在空气氛围下的对水接触角约为0°，其变化趋势与实施例1相似，该分离膜具有超亲水的性质。

(2)将改性多孔分离膜浸没在水中，在水下测量该水油分离膜对原油的接触角为153°，具有水下超疏油性质。

(3)用高灵敏度微电粘附仪测试该改性多孔分离膜在水下对油滴的粘附性为。将30μL的原油油滴悬挂于固定在水中的金属测试管底部，以0.06mm/min的运行速度移动原油油滴，使其与待测试的改性多孔分离膜表面接触并挤压发生大形变，随后以相同的运行速度，向上提拉原油油滴直至恢复到起始位置，同时记录下整个过程中力的变化过程，通过计算可得该改性多孔分离膜对原油油滴的粘附力约为4μN，从而表明所制备的改性多孔分离膜在水下具有优异的抗油粘附性质。

(4)使用图5所示的检测装置对改性多孔分离膜进行油水分离性能的测试。将改性多孔分离膜固定在测试槽内，将异辛烷和去离子水按照体积比1：99混合，再加入少量十二烷基硫酸钠，超声30min后充分搅拌获得所需的油水乳液混合物。油水混合物进入油水分离装置后，混合物中的水相快速通过改性多孔分离膜，而异辛烷则被改性多孔分离膜所阻挡，分离后水中油含量小于10ppm，分离效率大于99.9％，从而实现了高效的油水乳液分离。

(5)将改性多孔分离膜放入pH为12的NaOH溶液中，浸没30天，改性多孔分离膜的多级亲水粗糙微/纳结构未被破坏，仍具有优异的超亲水、耐污染的性质。

实施例4

一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用，具体包括以下步骤：

(1)将孔径为2μm的PP中空纤维膜浸入乙醇溶液中超声，然后将该多孔纤维转入去离子水中待用。

(2)在反应瓶中加入500mL去离子水，20g相对分子量为5000的聚乙烯吡咯烷酮和5g丙烯酸，常温下恒温搅拌至溶液混合均匀，配制获得处理液，冷却至室温后待用。

(3)常温下，将步骤(1)中处理后的PP中空纤维膜浸入步骤(2)的处理液中，浸没时间为24h，浸没完成后，置于真空袋中真空密封处理，置于加速器下进行伽马射线辐照，辐照剂量为60kGy；剂量吸收率为10kGy/h；辐照时间为6h。辐照完毕后将PP多孔纤维取出，用去离子水反复清洗多次，即获得改性多孔分离膜。

对制备得到的改性多孔分离膜进行测试，具体如下：

(1)用接触角测量仪测试改性多孔分离膜的接触角，先将该改性多孔分离膜紧密的粘贴在一个平面上，而后测定该多孔纤维表面在空气氛围下的对3μL的水接触角约为0°，该改性多孔分离膜具有超亲水的性质。

(2)用高灵敏度微电粘附仪测试该改性多孔分离膜在水下对油滴的粘附性为。将20μL的原油油滴悬挂于固定在水中的金属测试管底部，以0.02mm/min的运行速度移动原油油滴，使其与待测试的改性多孔分离膜表面接触并挤压发生大形变，随后以相同的运行速度，向上提拉原油油滴直至恢复到起始位置，并无原油油滴粘附于改性多孔分离膜表面，从而表明该材料在水下具有优异的抗油粘附性质。

(3)将改性多孔分离膜材料浸没在原油中，随后再放入清水中，原油在极短的时间内即可自动从改性多孔分离膜的表面脱离，在水中具有自清洁的特性，表明该材料具有优异的抗原油粘附性能。

(4)将改性多孔分离膜材料放入海水中，浸没30天，改性多孔分离膜的多级亲水粗糙微/纳结构未被破坏，表明这种亲水的多级结构具有优异的长时稳定性。

实施例5

一种改性多孔分离膜及其制备方法与应用，具体包括以下步骤：

(1)将厚度为0.5mm，孔径为50μm的PA6多孔板材浸入乙醇溶液中超声，然后将该多孔板材转入去离子水中待用。

(2)在反应瓶中加入500mL去离子水，24g相对分子量为7000的海藻酸钠和8g3-(N-2-甲基丙烯氧基乙基-N,N-二甲基)氨丙磺酸，40℃下恒温搅拌至溶液混合均匀，配制获得处理液，冷却至室温后待用。

(3)常温下，将步骤(1)中处理后的PA6多孔板材浸入步骤(2)的处理液中，浸没时间为9h，浸没完成后，置于真空袋中真空密封处理，置于高能电子束下进行辐照，电子束能量为120keV、束流为200mA，辐照剂量为80kGy，剂量吸收率为10kGy/h，辐照时间为8h。辐照完毕后将PA6多孔板材取出，用去离子水反复清洗多次，即获得改性多孔分离膜。

对制备得到的改性多孔分离膜进行测试，具体如下：

(1)用接触角测量仪测试改性多孔分离膜的接触角，该多孔板材表面在空气氛围下的对3μL的水接触角约为0°，该多孔板材为亲水材料。

(2)空气环境中对水的接触角小于5°，在水下测量改性多孔分离膜表面植物油的接触角大于158°。

(2)用高灵敏度微电粘附仪测试该改性多孔分离膜在水下对油滴的粘附性为。将20μL的植物油油滴悬挂于固定在水中的金属测试管底部，以0.1mm/min的运行速度移动植物油油滴，使其与待测试的改性多孔分离膜表面接触并挤压发生大形变，随后以相同的运行速度，向上提拉植物油油滴直至恢复到起始位置，并无植物油油滴粘附于改性多孔分离膜表面，从而表明该材料在水下具有优异的抗油粘附性质。

(3)将改性多孔分离膜浸没在植物油中，随后再放入清水中，植物油在极短的时间内即可自动从改性多孔分离膜的表面脱离，在水中具有自清洁的特性，表明该材料具有优异的抗原油粘附性能。

(4)将改性多孔分离膜放入植物油中，浸没10天，改性多孔分离膜的多级亲水粗糙微/纳结构未被破坏。

对比例1

(1)将孔径为2μm的PVDF商用多孔膜浸入乙醇溶液中超声，然后将该多孔膜转入去离子水中待用。

(2)在反应瓶中加入500mL去离子水，5g3-(N-2-甲基丙烯氧基乙基-N,N-二甲基)氨丙磺酸，60℃下恒温搅拌至溶液混合均匀，配制获得处理液，冷却至室温后待用。

(3)常温下，将步骤(1)中处理后的PVDF商用多孔膜浸入步骤(2)的处理液中，浸没时间为12h，浸没完成后，置于自封袋中，置于钴源下进行伽马射线辐照，辐照剂量为70kGy；剂量吸收率为10kGy/h；辐照时间为7h。辐照完毕后将多孔膜取出，用去离子水反复清洗多次，即获得多孔分离膜。

对制备得到的改性多孔分离膜进行测试，具体如下：

(1)用扫描电子显微镜表征PVDF多孔膜接枝前后的形貌，经电离辐射接枝后，PVDF多孔膜表面未发现明显变化。经泡压法孔径分析仪测试，经电离辐射接枝后，PVDF多孔膜的平均孔径约2.0μm，未发现孔径变小。

(2)用接触角测量仪测试改性多孔分离膜的接触角，该改性多孔分离膜表面在空气氛围下的对瞬间接触角约为45°，随时间延长，水滴逐渐铺展，在接触10s后完全铺展(其中水的体积为2μL)，表现为一般亲水性质。

(3)将改性多孔分离膜浸没在水中，在水下测量该水油分离膜对二氯乙烷的接触角，接触角约为138°。

(4)用高灵敏度微电粘附仪测试该改性多孔分离膜在水下对油滴的粘附性为，具体测试同实施例1。在外力作用下，二氯乙烷油滴与改性PVDF膜表面充分接触。当施加相反方向的力后，二氯乙烷油滴与膜表面脱落，此时发现少许油滴粘附在膜表面。通过计算可得该改性多孔分离膜对二氯乙烷油滴的粘附力约为10μN，远高于添加了亲水高分子的亲水涂层。

综上，本发明通过电离辐射在基膜表面产生活性自由基，以引发接枝反应，在基膜的膜表面或膜孔道表面通过碳-碳键或碳-氧键的形式修饰上亲水性高分子和功能单体，构建出具有亲水性的分子刷或水凝胶层，大幅提高接枝稳定性。在处理液中同时加入亲水高分子和功能单体，在高强度电离辐射环境下，高分子的分子链也会发生断裂，产生更多的自由基，引发功能单体发生聚合反应。在高浓度条件下，形成交联网络结构；在低浓度条件下，形成分子刷结构，大幅提升了接枝率。其制备方法采用高能电子束或伽马射线作为辐照源，具有穿透性强的特点，不仅在高分子膜的表面形成亲水微纳米结构，在孔道内部也形成亲水微纳米结构，具有接枝均匀的优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、将亲水性高分子与功能单体溶于溶剂，得到处理液；

S2、将基膜浸渍于S1所述的处理液，后进行电离辐射，得到所述的改性多孔分离膜。

2.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S1中，所述亲水性高分子的分子量为200-50000；所述亲水性高分子为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和海藻酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S1中，所述功能单体为丙烯酸、丙烯酰胺、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐和3-(N-2-甲基丙烯氧基乙基-N,N-二甲基)氨丙磺酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S1中，所述处理液中亲水性高分子的浓度为1g/L-50g/L；功能单体的浓度为0.5g/L-30g/L。

5.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S2中，所述浸渍的时间为0.5h-24h，温度为20℃-50℃。

6.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S2中，所述电离辐射的辐射源为电子束或伽马射线。

7.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S2中，所述电离辐射的辐照剂量为1kGy-300kGy；剂量吸收率为0.1kGy/h-100kGy/h；辐照时间为0.1h-48h。

8.根据权利要求1所述的改性多孔分离膜的制备方法，其特征在于，在S2中，所述基膜的材料为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚砜、聚酰胺或尼龙。

9.一种权利要求1-8任一项所述的方法制备的改性多孔分离膜，其特征在于，所述改性多孔分离膜的孔径为50nm-50μm。

10.一种权利要求9所述的改性多孔分离膜在油水分离中的应用。

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