【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于膜蒸馏的亲水/疏水复合膜，具体涉及一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法。
技术介绍
1、目前，污废水的再生利用成为一种切实可行的解决淡水资源短缺问题的途径。随着高分子材料技术与制膜工艺的快速发展，微滤(mf)、超滤(uf)、反渗透(ro)等膜分离技术在废水处理与回用领域得到了广泛应用。膜蒸馏是将膜过滤和蒸馏过程相结合形成的热驱动膜分离技术，对目标物截留率高等优点逐渐受到重视，并广泛应用于海水淡化、食品加工、印染纺织以及采油废水处理等领域。
2、作为一种热驱动的膜分离技术，膜蒸馏用膜是该技术核心。单一聚偏氟乙烯(pvdf)疏水膜抗污染润湿能力较弱，在实际生产过程中经常被污染和润湿，导致膜组件的频繁更换，加大投入成本，进而影响生产。因此，对商用pvdf疏水膜进行改性，让其具有抗污染、抗润湿等特点，可以大大增加其实用性。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决现有蒸馏膜对仪器的要求高、成本高、易被污染以及抗润湿性差的技术问题，而提供一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法。本专利技术以普通商业pvdf疏水膜为基底，在强化疏水改性的同时，增加亲水层的亲水/疏水复合蒸馏膜。该复合膜具有空气中亲水，水下疏油的效果。这种膜材料可实现具有不同性质的两个或多个层次膜的组合，从而在蒸馏分离过程中提供更高效的选择性传输。
2、一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，具体按以下步骤进行：
3、一、将基体材料放入氢氧化钠溶液中进行羟基化处理，得
4、二、对步骤一获得的表面带有羟基的基体材料进行清洗并干燥，得到羟基化处理后的基体材料记为pvdf-oh；
5、三、制备含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶，并将含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶涂覆在步骤二羟基化处理后的基体材料表面进行反应，然后进行清洗干燥，得到一侧表面粗糙的基体材料记为sio2@pvdf，并将含有sio2面记为s1，相反面记为s2；
6、四、将步骤三中记s2的单面浸泡在疏水剂溶剂中进行疏水表面改性，干燥后得到sio2@pvdf@f膜；
7、五、配制聚乙烯醇/戊二醛涂覆溶液；
8、六、将步骤四获得的sio2@pvdf@f膜放在模具中，将sio2@pvdf面暴露在空气中，用移液枪将步骤五涂覆溶液转移至sio2@pvdf表面，待液层自然干燥后，放入烘箱中进行交联，取出后充分冲洗表面，得到亲水/疏水复合膜，完成改性。
9、进一步的，步骤一所述基体材料为pvdf膜。
10、进一步的，步骤三所述含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶的制备：将无水乙醇溶液、正硅酸乙酯溶液、去离子水混合为混合溶液a，控制无水乙醇、正硅酸乙酯和去离子水体积比为72：6：1，将混合溶液a置于45℃水浴中均匀混合3h；将无水乙醇和氨水混合为混合溶液b，控制无水乙醇和氨水体积比为16.7：1；将混合溶液b加入混合溶液a中，水浴中静置陈化24h，静置陈化温度为70℃，得到含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶。
11、进一步的，步骤四所述疏水剂溶剂配制方法为：取疏水剂1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷与无水乙醇混合，疏水剂质量浓度为1％，获得疏水剂溶剂。
12、进一步的，步骤五配制聚乙烯醇/戊二醛涂覆溶液的方法为：取pva粉末，加入去离子水，并在95℃下搅拌加热24h，控制pva质量浓度为5％，得到pva储备液，用hcl调节ph为1，然后进行超声脱泡处理；取pva储备液与戊二醛混合，控制pva质量浓度为1.0～2.5％，戊二醛浓度为2g/l，获得聚乙烯醇/戊二醛涂覆溶液。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术通过对膜表面进行羟基化处理，得到表面带有羟基的基体材料，然后将制备好的含有带负电二氧化硅纳米颗粒的凝胶涂覆在其表面，通过凝胶的粘性和静电作用将带负电二氧化硅纳米颗粒负载到材料表面，随后对膜进行强化疏水改性，并在此基础上增加亲水涂层。
15、本专利技术在涂覆带负电二氧化硅纳米颗粒之前仅需要对材料进行表面羟基化处理，根据wenzel模型，增加物体表面粗糙度会放大其亲水或疏水性，故涂覆聚乙烯醇之前在膜表面添加二氧化硅纳米颗粒会增加其亲水性。由于膜孔内壁具有疏水性，涂覆溶液并不会渗入膜孔，因此涂覆过程仅发生在膜表面，不会破坏材料表面的结构，并且适用于不同的基体材料，还能增强材料的力学性能和稳定性。上述改性技术都是通过简单的涂覆和溶液浸泡的方式完成的，容易实现大规模工业化生产。为解决传统工艺操作复杂、对设备要求高等缺点提供了一种新思路，在膜改性或是选择性分离领域具有广泛的应用前景。
16、本专利技术制备的亲水/疏水复合膜应用于页岩油开采废水、印染废水及洗浴废水等废水回用领域。
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1.一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤一所述基体材料为商用聚偏氟乙烯膜。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤一所述氢氧化钠溶液浓度为7.5mol/L，羟基化处理时间为3h。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤三控制反应时间12h。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤三所述含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶的制备：将无水乙醇溶液、正硅酸乙酯溶液、去离子水混合为混合溶液A，控制无水乙醇、正硅酸乙酯和去离子水体积比为72：6：1，将混合溶液A置于45℃水浴中均匀混合3h；将无水乙醇和氨水混合为混合溶液B，控制无水乙醇和氨水体积比为16.7：1；将混合溶液B加入混合溶液A中，水浴中静置陈化24h，静置陈化温度为70℃，得到含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶。
6.根
7.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤四所述疏水剂溶剂配制方法为：取疏水剂1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷与无水乙醇混合，疏水剂质量浓度为1％，获得疏水剂溶剂。
8.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤五配制聚乙烯醇/戊二醛涂覆溶液的方法为：取PVA粉末，加入去离子水，并在95℃下搅拌加热24h，控制PVA质量浓度为5％，得到PVA储备液，用HCl调节pH为1，然后进行超声脱泡处理；取PVA储备液与戊二醛混合，控制PVA质量浓度为1.0～2.5％，戊二醛浓度为2g/L，获得聚乙烯醇/戊二醛涂覆溶液。
9.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤六控制涂覆溶液液层厚度为0.5～1mm。
10.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤六控制烘箱温度为60℃，交联时间为1h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤一所述基体材料为商用聚偏氟乙烯膜。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤一所述氢氧化钠溶液浓度为7.5mol/l，羟基化处理时间为3h。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤三控制反应时间12h。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚偏氟乙烯膜的亲水/疏水改性方法，其特征在于步骤三所述含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶的制备：将无水乙醇溶液、正硅酸乙酯溶液、去离子水混合为混合溶液a，控制无水乙醇、正硅酸乙酯和去离子水体积比为72：6：1，将混合溶液a置于45℃水浴中均匀混合3h；将无水乙醇和氨水混合为混合溶液b，控制无水乙醇和氨水体积比为16.7：1；将混合溶液b加入混合溶液a中，水浴中静置陈化24h，静置陈化温度为70℃，得到含有带负电的二氧化硅的纳米颗粒的凝胶。
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