沉积NH2-MIL-88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种沉积NH2‑

【技术实现步骤摘要】
沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚合物膜分离材料领域，具体涉及一种沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚偏氟乙烯(PVDF)膜因其高化学稳定性和机械性能受到研究人员的青睐。但PVDF膜本身的强粘附性和低表面能，油滴很容易沉积在孔中或表面上，造成膜的快速污染；因此技术人员通过各种方法对PVDF膜进行物理、化学改性，以增强其抗污染性能，提高其分离效率，延长膜的使用寿命。
[0003]MOF(金属有机框架(Metal
‑
organic framework，MOF)是一类具有三维孔状结构的新型金属有机杂化材料，由金属离子作为中心节点，与有机配体配位结合成笼状晶体结构)具有孔道可调节性、超高比表面积、骨架组成多样性、优良的后修饰性等结构特征，在气体分离、电学、光催化剂、医学、水处理等领域有着广泛应用，于是许多研究者将MOF作为膜改性剂应用于分离改性制膜领域，如：
[0004]中国专利CN 202210715190.X专利技术了一种二氧化钛/MOF(Fe)/聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的制备方法，将二氧化钛、NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)和PAN溶于N，N
‑
二甲基甲酰胺溶液中获得纺丝液，通过静电纺丝技术制备改性膜；实验结果表明制得的改性膜在对盐酸四环素的降解和油水分离方面具有很好的应用前景，但改性膜对不同油水乳液的截留性能仍有很大的提升空间，并且缺乏对改性膜循环使用性能与渗透性的深入研究。
[0005]中国专利CN 202111440522.X专利技术了一种MIL
‑
100(Fe)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜的制备方法，实验结果表明制得的改性膜在对丙烷等有机气体捕集方面具有很好的应用前景，可以用于从混合气中回收低分子量烃类等有机气体，但是改性膜的制备方法繁琐工艺复杂，操作成本高。
[0006]综上所述，一种新型的制备工艺简单、亲水疏油性能良好且重复使用性高的MOF改性膜亟待开发。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种通过简易的方法制得相较于常规聚偏氟乙烯(PVDF)膜，亲水性增强的同时提高在分离过程中疏油特性的改性PVDF膜；
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜的制备方法，
[0009]将NH2
‑
MIL
‑
88B(Fe)沉积到PVDF膜表面形成沉积膜，在所述沉积膜表面接枝十三氟己烷
‑1‑
磺酸钾盐(PFHx)从而完成对PVDF膜的亲水疏油修饰改性，制得所述改性PVDF膜；其中，
[0010]PFHx与NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)反应式为：
[0011][0012]优选的，所述改性PVDF膜的制备过程为：
[0013]a、将NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)粉末分散在超纯水中，超声形成均匀的NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)水溶液；
[0014]b、将PFHx粉末分散在超纯水中，然后放置在磁力搅拌器上搅拌形成均匀的PFHx水溶液；
[0015]c、将PVDF膜固定在配备砂芯过滤器的抽滤装置上，过滤无水乙醇，再将PVDF膜取出并用去离子水清洗膜表面；将所述NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)水溶液加入所述抽滤装置的超滤杯中，使其沉积在PVDF膜的表面，再将经上述步骤所制得的膜转移至烘箱中干燥，得到表面稳定的NH2
‑
MIL
‑
88B(Fe)/PVDF膜；
[0016]d、将所述NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)/PVDF膜浸入所述PFHx水溶液中，将整个反应体系置于水浴摇床中，室温下振荡24h；反应结束后，取出经上述步骤制得的膜浸入去离子水中12h，每隔6h换一次水，最后将膜在室温下自然晾干，制得所述NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜。
[0017]优选的，步骤a中的NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)水溶液浓度范围0.1～10mg/L。
[0018]优选的，步骤a中NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)纳米颗粒的质量为1mg，超纯水质量为500mL。
[0019]优选的，为步骤b中的PFHx水溶液液浓度范围0.1～10mg/L。
[0020]优选的，步骤b中PFHx的质量为1mg，超纯水质量为500mL。
[0021]优选的，所述抽滤装置的抽滤压力为0.05～0.2MPa。
[0022]优选的，步骤c中烘箱的温度为40～80℃，加热时间为10～60min。
[0023]优选的，步骤e中磁力搅拌器的转速为400～600r/min，水浴摇床的摇晃速度为60～120r/min。
[0024]一种按照上述制备方法制得的沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜。
[0025]本案给出的沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜及其制备方法具有以下有益效果：
[0026]1)本专利技术中具有高孔隙率的NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)的沉积增加PVDF膜的孔隙率，为水分子通过膜提供更多的路径，从而增加膜的纯水通量；
[0027]2)本专利技术中NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)纳米颗粒通过真空抽滤方式沉积在PVDF膜的表面，可以均匀分布且没有出现明显的团聚；
[0028]3)本专利技术通过真空过滤法制备MOF基膜，制备过程简单，反应条件要求低且易控制，成本低，膜结构容易控制且均匀；
[0029]4)本专利技术采用表面接枝PFHx对PVDF膜进行改性，PFHx中的亲水性磺酸基团和疏油性全氟烷基改善了PVDF膜的亲水疏油性，同时NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)上的氨基与PFHx中的磺酸
根发生反应合成的亲水性磺酸铵盐进一步提高了PVDF膜的亲水性；
[0030]5)本专利技术NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)上的氨基与PFHx中的磺酸根在弱酸性水(pH 6
‑
7)中反应生成磺酸铵盐，其反应步骤简单、操作过程简便，反应发生在水溶液中，且仅在室温下进行即可，无需使用催化剂或其他溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜的制备方法，其特征在于，将NH2
‑
MIL
‑
88B(Fe)沉积到PVDF膜表面形成沉积膜，在所述沉积膜表面接枝十三氟己烷
‑1‑
磺酸钾盐(PFHx)从而完成对PVDF膜的亲水疏油修饰改性，制得所述改性PVDF膜；其中，PFHx与NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)反应式为：2.根据权利要求1所述的沉积NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜的制备方法，其特征在于，所述改性PVDF膜的制备过程为：a、将NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)粉末分散在超纯水中，超声形成均匀的NH2‑
MIL
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88B(Fe)水溶液；b、将PFHx粉末分散在超纯水中，然后放置在磁力搅拌器上搅拌形成均匀的PFHx水溶液；c、将PVDF膜固定在配备砂芯过滤器的抽滤装置上，过滤无水乙醇，再将PVDF膜取出并用去离子水清洗膜表面；将所述NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)水溶液加入所述抽滤装置的超滤杯中，使其沉积在PVDF膜的表面，再将经上述步骤所制得的膜转移至烘箱中干燥，得到表面稳定的NH2
‑
MIL
‑
88B(Fe)/PVDF膜；d、将所述NH2‑
MIL
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88B(Fe)/PVDF膜浸入所述PFHx水溶液中，将整个反应体系置于水浴摇床中，室温下振荡24h；反应结束后，取出经上述步骤制得的膜浸入去离子水中12h，每隔6h换一次水，最后将膜在室温下自然晾干，制得所述NH2‑
MIL
‑
88B(Fe)接枝PFHx亲水疏油改性PVDF膜。3.根据权利要求1或2所述的沉积NH2‑
MIL

【专利技术属性】
技术研发人员：沈舒苏，李红林，蔡震霄，张干伟，周晓吉，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：