一种基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的方法和应用技术

技术编号：43778626 阅读：5 留言：0更新日期：2024-12-24 16:15

本发明专利技术公开了一种基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的方法和应用，将氧化PVDF粉末浸泡在单宁酸或没食子酸溶液中，得到改性粉末；将改性粉末与二甲胺、环氧氯丙烷，在55~70℃下反应4~6h，得到接枝聚季铵盐的PVDF粉末；将接枝聚季铵盐的PVDF粉末、制孔剂和有机溶剂混合，得到铸膜液；将铸膜液进行成膜即可。本发明专利技术制备的油水分离膜具有良好防污功能，能有效缓解油水分离过程中严重的膜污染问题，膜亲水性好、油水分离效果快。本发明专利技术的膜制备反应条件温和、操作简便且采用直接在粉体上进行改性引入亲水基团，有效降低了改性过程中对膜表面的损伤，同时降低运输生产成本，有效延长使用寿命。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的方法和应用，属于水处理科学与。

技术介绍

1、随着工业化和城市化进程的加速，含油废水的排放量急剧增加，这些废水不经过处理直接排放到环境会中会对水体造成严重的污染，相比于其他水处理技术，膜分离技术具有分离效率高、占地面积小、操作简便等优点。聚偏氟乙烯（pvdf）材料因其具有优异的化学稳定性、耐辐射性、耐热性和抗污染性，常被用于油水分离中。但由于 pvdf 材料，表面能低，疏水性极强，限制了油水分离效率。因此，对pvdf进行亲水改性，提升膜的抗污染性能已经成为膜制备领域的热点。相比较共混和表面涂覆法，化学接枝通过化学键作用针对膜表面改性更加持久，具有更好的化学稳定性。

技术实现思路

1、本专利技术的目的解决现有pvdf分离膜油水分离时严重的膜污染问题，以及膜表面改性中有机反应过程对膜的损伤的问题，提供一种简单、安全高效的一种基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的方法和应用。

2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：

3、一种基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：

4、将氧化pvdf粉末浸泡在单宁酸或没食子酸溶液中，得到改性粉末；

5、将改性粉末与二甲胺、环氧氯丙烷，在55~70℃下反应4~6h，得到接枝聚季铵盐的o-pvdf@ta-md粉末；

6、将接枝聚季铵盐的pvdf粉末、制孔剂和有机溶剂混合，得到铸膜液；

<p>7、将铸膜液进行成膜，得到基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜。

8、本专利技术进一步的改进在于，氧化pvdf粉末通过以下过程制备：

9、将聚偏氟乙烯粉末在氢氧化钠溶液中碱化，得到碱化后的d-pvdf粉末；

10、将feso4与h2o2溶液加入到去离子水中，制得fenton试剂；

11、将碱化后的d-pvdf粉末加入的fenton试剂中，在30~60℃反应10~30min，得到氧化pvdf粉末。

12、本专利技术进一步的改进在于，氢氧化钠溶液的浓度为4~8mol/l，碱化时间为1~4h。

13、本专利技术进一步的改进在于，fenton试剂的中 fe2+为0.02mol/l，h2o2为0.4 mol/l。

14、本专利技术进一步的改进在于，单宁酸或没食子酸溶液的浓度为2~8g/l，浸泡时间为4~8h。

15、本专利技术进一步的改进在于，o-pvdf@ta粉末、二甲胺与环氧氯丙烷的比例为1~4g:35g:7.83g；

16、o-pvdf@ga粉末、二甲胺与环氧氯丙烷的比例为。1~4g:35g:7.83g

17、本专利技术进一步的改进在于，制孔剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇，有机溶剂为 n, n-二甲基甲酰胺、 n，n-二甲基乙酰胺或 n-甲基吡咯烷酮。

18、本专利技术进一步的改进在于，o-pvdf@ta-md粉末、致孔剂与有机溶剂的配比为1~2g:0.08~0.2g:6~10g。

19、一种基于pvdf粉体改性制备的防污高效油水分离膜。

20、一种基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜在油水分离中的应用。

21、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：

22、本专利技术中的单宁酸或没食子酸通过氢键或沉积作用接枝到pvdf粉体表面，单宁酸表面有大量的酚羟基，可以与二甲胺与环氧氯丙烷反应生成的聚季铵盐反应。利用电荷作用、π-π堆积等作用协同的提高了油水分离效率和抗污染性能。本专利技术通过膜改性技术制备了高效油水分离膜，直接在氧化pvdf粉末上引入功能团进行本体改性，能够有效降低膜表面改性过程对膜表面损伤，同时降低运输生产成本，有效延长使用寿命，为膜材料在水处理等领域的应用提供技术支持，本专利技术采用简单的阳离子聚合反应，避免使用引发剂造成的危害，并且制膜条件温和，操作简单，设备简单。

23、本专利技术将pvdf粉体在氢氧化钠溶液中碱化，既能使膜表面脱除hf形成双键或者羰基等不饱和基团又不破坏pvdf膜的性能，然后利用fenton试剂产生的oh·自由基进攻不饱和的碳碳双键，发生羟基化加成反应，引入了更多的亲水性基团，同时增加了pvdf上面的活性位点，为下一步接枝做准备。

24、本专利技术制备的基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜上面接枝了大量亲水性基团（羟基、氨基等），能够显著提高膜表面的亲水性，具有良好的抗污染能力，相较于未改性的超滤膜，油水乳液通量恢复率接近98%左右（未改性处理的膜仅为60%左右）本专利技术的基于pvdf粉体改性制备高效油水分离膜在油水分离领域的应用，采用简单，安全的改性方法，有效解决了在油水分离过程中严重的膜污染问题，在保证膜油水分离效率的同时，避免了成膜表面改性中有机反应过程对膜表面损伤，提升了膜的抗污染性和长期稳定性，在油水分离领域具有良好的应用前景。

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【技术保护点】

1.一种基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，氧化PVDF粉末通过以下过程制备：

3.根据权利要求2所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为4~8mol/L，碱化时间为1~4h。

4.根据权利要求2所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，Fenton试剂的中 Fe2+为0.02moL/L，H2O2为0.4 moL/L。

5.根据权利要求1所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，单宁酸或没食子酸溶液的浓度为2~8g/L，浸泡时间为4~8h。

6.根据权利要求1所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，O-PVDF@TA粉末、二甲胺与环氧氯丙烷的比例为1~4g:35g:7.83g；

7.根据权利要求1所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效

8.根据权利要求1所述的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，O-PVDF@TA-MD粉末、致孔剂与有机溶剂的配比为1~2g:0.08~0.2g:6~10g。

9.一种根据权利要求1-8任意一项所述方法制备的基于PVDF粉体改性制备的防污高效油水分离膜。

10.一种根据权利要求1-8任意一项所述方法制备的基于PVDF粉体改性制备防污高效油水分离膜在油水分离中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，氧化pvdf粉末通过以下过程制备：

3.根据权利要求2所述的基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为4~8mol/l，碱化时间为1~4h。

4.根据权利要求2所述的基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，fenton试剂的中 fe2+为0.02mol/l，h2o2为0.4 mol/l。

5.根据权利要求1所述的基于pvdf粉体改性制备防污高效油水分离膜的制备方法，其特征在于，单宁酸或没食子酸溶液的浓度为2~8g/l，浸泡时间为4~8h。

6.根据权利要求1所述的基于p...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亚，王晓路，郑泓垚，李振华，刘柏杨，汤颖，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：

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