一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，它属于饮用水净化及废水污染治理领域。本发明专利技术的目的是要解决现有部分有机微滤膜材料疏水造成的易受到污染，导致分离膜的水通量下降，使用寿命缩短，频繁清洗导致使用成本增加的问题。方法：一、有机微滤膜的预处理；二、配置改性液；三、配置氧化剂溶液；四、氧化处理；五、改性；六、冲洗，得到超薄水凝胶自组装有机微滤膜。本发明专利技术所制备的改性液制备方法简单、易操作、周期短、成本较低，适合大规模的膜改性。本发明专利技术可获得一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜。获得一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜。获得一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜。
【技术实现步骤摘要】
一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法
[0001]本专利技术属于饮用水净化及废水污染治理领域。
技术介绍
[0002]膜分离技术作为一种环境友好型的高效分离技术，在水处理应用领域得到了广泛的认可。在膜分离技术的发展中，应用的膜材料以有机高分子为主。常用的高分子膜材料包括：聚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSf)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)等高分子材料。其中，由于PVDF材料具有优良的成膜性、稳定性以及机械强度等特点，使其成为制备多孔分离膜的首选材料。
[0003]然而，PVDF膜自身的一些问题限制了其在分离、纯化和污水处理等方面的大规模应用。(1)PVDF膜表面能较低，临界表面张力(γc)约为25mJ/m2。导致PVDF膜表面的润湿性较差，水滴难以在PVDF膜表面铺展。(2)PVDF的疏水性使其在处理含有机污染物的废水时，易被污染物吸附，尤其是对于蛋白质等有机物，极易吸附在PVDF膜的表面和膜孔内，导致分离膜的水通量下降，使用寿命缩短，频繁清洗导致使用成本增加等。因此如何提高PVDF膜的水通量及抗污染性能是膜分离领域的研究重点。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是要解决现有部分有机微滤膜材料疏水造成的易受到污染，导致分离膜的水通量下降，使用寿命缩短，频繁清洗导致使用成本增加的问题，而提供一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法。
[0005]一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，是按以下步骤完成的：
[0006]一、有机微滤膜的预处理：
[0007]将有机微滤膜浸泡在异丙醇中，然后取出，再使用去离子水将膜表面的异丙醇冲洗干净后放置去离子水中浸泡，得到预处理的有机微滤膜；
[0008]二、配置改性液：
[0009]向去离子水中加入单体、交联剂、铁盐和还原剂，搅拌均匀，得到改性液；调节改性液的pH值，得到调节pH值后的改性液；
[0010]步骤二中所述的单体为丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或两种组合；
[0011]三、配置氧化剂溶液：
[0012]向去离子水中加入氧化剂，搅拌均匀，得到氧化剂溶液；
[0013]四、将预处理的有机微滤膜从去离子水中取出，干燥，再浸入到氧化剂溶液中浸泡，得到氧化剂处理后的有机微滤膜；
[0014]五、将氧化剂处理后的有机微滤膜浸入到调节pH值后的改性液中，室温下浸泡反应，再将有机微滤膜取出，得到自组装后的有机微滤膜；
[0015]六、使用去离子水对自组装后的有机微滤膜进行清洗，清洗后的有机微滤膜保存在去离子水中，得到超薄水凝胶自组装的有机微滤膜。
[0016]本专利技术的原理：
[0017]1、水凝胶是一类具有亲水基团，微观上具有三维互穿网络结构的亲水性材料，具有强吸水性和保水能力；它还具备良好的水蒸气透过率、生物相容、优良的物理机械性能等；水凝胶可以形成各种物理形状，包括平板、微粒、纳米颗粒、涂层和薄膜；因此将水凝胶与膜结合能很好的改善膜由于疏水问题导致的膜污染；
[0018]2、有机污染物具有疏水性的芳香官能团和脂肪族烷基链使其在膜分离过程中由于疏水
‑
疏水相互作用易于粘附在疏水膜上，该种污染物与膜材料较强的界面相互作用使其很难通过水力清洗去除，造成了膜的不可逆污染；研究表明提高膜材料表面的亲水性可以借助界面的强水合能力生成水合保护层，减弱有机物膜与膜的疏水
‑
疏水相互作用，从而提高膜的抗污染物粘附性能；本专利技术制备的改性液能在疏水膜材料表面自组装生成一层亲水性的水凝胶，在膜过滤过程中形成水合层，减缓了具有疏水官能团有机物在膜表面的吸附，改善了过滤过程中膜污染问题。
[0019]本专利技术的有效果：
[0020]1、本专利技术所制备的改性液制备方法简单、易操作、周期短、成本较低，适合大规模的膜改性；
[0021]2、本专利技术制备的超薄水凝胶在有机微滤膜上自组装提高了有机微滤膜的亲水性，增强了膜的抗污染性能，膜接触角从原来的102.99
°
降低至64.29
°
，过滤污染物时，膜表面的污染程度较原膜更轻；
[0022]3、本专利技术中制备有机微滤膜在过滤过程中不需要额外加压耗能，能实现17cm的低重力水头驱动过滤。
附图说明
[0023]图1为原膜及改性膜的接触角图，图中1为PVDF微滤膜原膜，2为实施例1制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，3为实施例2制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，4为实施例3制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，5为实施例4制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜；
[0024]图2为原膜及改性膜的傅里叶红外光谱表征图，图中1为PVDF微滤膜原膜，2为实施例1制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，3为实施例2制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，4为实施例3制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，5为实施例4制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜；
[0025]图3为原膜及改性膜膜污染实验，图中1为PVDF微滤膜原膜，2为实施例1制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，3为实施例2制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，4为实施例3制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜，5为实施例4制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜；
[0026]图4为SEM图，图中左侧图为PVDF微滤膜原膜，右侧图为实施例4制备的超薄水凝胶自组装的有机微滤膜。
具体实施方式
[0027]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离
本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0028]具体实施方式一：本实施方式一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，是按以下步骤完成的：
[0029]一、有机微滤膜的预处理：
[0030]将有机微滤膜浸泡在异丙醇中，然后取出，再使用去离子水将膜表面的异丙醇冲洗干净后放置去离子水中浸泡，得到预处理的有机微滤膜；
[0031]二、配置改性液：
[0032]向去离子水中加入单体、交联剂、铁盐和还原剂，搅拌均匀，得到改性液；调节改性液的pH值，得到调节pH值后的改性液；
[0033]步骤二中所述的单体为丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或两种组合；
[0034]三、配置氧化剂溶液：
[0035]向去离子水中加入氧化剂，搅拌均匀，得到氧化剂溶液；
[0036]四、将预处理的有机微滤膜从去离子水中取出，干燥，再浸入到氧化剂溶液中浸泡，得到氧化剂处理后的有机微滤膜；
[0037]五、将氧化剂处理后的有机微滤膜浸入到调节pH值后的改性液中，室温下浸泡反应，再将有机微滤膜取出，得到自组装后的有机微滤膜；
[0038]六、使用去离子水对自组装后的有机微滤膜进行清洗，清洗后的有机微滤膜保存在去离子水中，得到超薄水凝胶自组装的有机微滤膜。
[0039]具体实施方式二：本实施方式与具体实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，其特征在于该方法是按以下步骤完成的：一、有机微滤膜的预处理：将有机微滤膜浸泡在异丙醇中，然后取出，再使用去离子水将膜表面的异丙醇冲洗干净后放置去离子水中浸泡，得到预处理的有机微滤膜；二、配置改性液：向去离子水中加入单体、交联剂、铁盐和还原剂，搅拌均匀，得到改性液；调节改性液的pH值，得到调节pH值后的改性液；步骤二中所述的单体为丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或两种组合；三、配置氧化剂溶液：向去离子水中加入氧化剂，搅拌均匀，得到氧化剂溶液；四、将预处理的有机微滤膜从去离子水中取出，干燥，再浸入到氧化剂溶液中浸泡，得到氧化剂处理后的有机微滤膜；五、将氧化剂处理后的有机微滤膜浸入到调节pH值后的改性液中，室温下浸泡反应，再将有机微滤膜取出，得到自组装后的有机微滤膜；六、使用去离子水对自组装后的有机微滤膜进行清洗，清洗后的有机微滤膜保存在去离子水中，得到超薄水凝胶自组装的有机微滤膜。2.根据权利要求1所述的一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，其特征在于步骤一中将有机微滤膜浸泡在异丙醇中10min～20min，然后取出，再使用去离子水将膜表面的异丙醇冲洗干净后放置去离子水中浸泡24h。3.根据权利要求1所述的一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，其特征在于步骤一中所述的有机微滤膜为聚四氟乙烯膜、聚偏二氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、醋酸纤维素膜或聚醚砜膜。4.根据权利要求1所述的一种超薄水凝胶自组装有机微滤膜的方法，其特征在于步骤二中所述的改性液...
【专利技术属性】
技术研发人员：王盼盼，邱诗艺，马军，陈满盛，闫佳莹，王晗，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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