【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高渗透量超疏水膜，具体涉及一种用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜及其制备方法，属于膜制备。
技术介绍
1、淡水作为维持生命系统的重要组成部分，是地球上分布不均的有限资源。虽然地球表面97.4%被海洋和盐湖水覆盖，但淡水仅约2.6%，由于全球淡水的比例很小，许多地区无法获得安全清洁的饮用水，迫切需要成本效益高、可靠且成功的方法来处理当地的原水源。
2、近年来，膜蒸馏（md）作为一种新型的热驱动膜技术，因操作条件温和、产水率高、分离性能好、可利用工业余热等特点，在废水处理领域表现出良好的应用前景。另外，与纳滤、反渗透等传统压力驱动膜技术相比，膜蒸馏对原水水质要求不高，在处理高浓度难降解废水时，可获得高品质的产出水，已被用来处理典型废水。
3、虽然膜蒸馏技术具有很大优势，但是膜蒸馏作为一种分离技术也还有许多不完善之处，这也是迄今该技术还没有被大规模工业应用的主要原因：①膜的渗透量较低，且膜容易被润湿;②膜在长时间使用之后，膜的性能大幅度降低，缺乏耐用性。因此如何提高膜蒸馏中膜的透气性、疏水性以及耐用性成为研究的热点。现有一种用于膜蒸馏的zif-8双尺度超疏水膜，合成了纳米和微米级两种尺寸的zif-8颗粒，将其混合并通过pots疏水改性后，采用喷雾法将其沉积在ptfe基体上。该方法所制备的膜，随着zif-8涂层的沉积降低了膜孔隙率，长期使用后zif-8颗粒易脱落，且纳米和微米级两种尺寸的zif-8颗粒不易在膜表面分布均匀。
4、本专利技术通过一步法制备含zif-8的pvdf膜，zif-8在
技术实现思路
1、步骤1）含zif-8的pvdf膜的合成：功能化材料的料液由下列组分按质量百分比配制而成，pvdf粉末10%-15%，二水醋酸锌1.8%-3.6%，2-甲基咪唑1.8%-10.8%，余下为nmp溶液。将pvdf粉末加入nmp溶液中，在55-65℃中进行水热搅拌至完全溶解后，再加入二水醋酸锌与2-甲基咪唑继续在55-65℃中水热搅拌至形成铸膜液，利用刮膜机进行刮膜后，浸泡于纯水中形成含zif-8的pvdf膜；
2、步骤2）涂料的制备：二水醋酸锌1.8%-3.6%，2-甲基咪唑1.8%-10.8%，硅烷偶联剂材料1.3-6.5%，树脂材料1.3-2.6%，余下为无水乙醇。利用二水醋酸锌与2-甲基咪唑在20-25℃中合成zif-8纳米颗粒，将硅烷偶联剂材料加入至无水乙醇中进行搅拌后，将所制备的zif-8纳米颗粒加入溶液中，超声处理至分散均匀后加入树脂材料，超声处理至分散均匀后制成zif-8@硅烷偶联剂@树脂涂料；
3、步骤3）：超疏水膜的制备：将含zif-8的pvdf膜固定于玻璃板上，利用去离子水对喷枪进行清洗，将步骤(2)中制备的涂料倒入喷枪填料桶中，喷嘴倾斜30-90°放置于基材上方，高度为10-20cm，调节喷枪气压以0.3-0.5mpa的喷涂压力按指定喷涂路线将涂料喷涂至pvdf膜表面，喷涂时间为10-15s，最后将喷涂完成的pvdf膜在55℃-70℃烘箱中进行干燥，即得到超疏水膜。
4、优选地，所述步骤2）中硅烷偶联剂材料为3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、1h，1h，2h，2h-全氟辛基三乙氧基硅烷的一种或多种。
5、优选地，所述步骤2）中树脂材料为环氧树脂、硅橡胶、酚醛树脂的一种或多种。
6、优选地，所述步骤3）中喷枪喷嘴为实心锥喷嘴、扇形喷嘴的一种。
7、优选地，所述步骤3）中喷涂路线为s形，正方形，圆形中的一种。
8、本专利技术还提供了一种用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜的制备方法：制备的一种高渗透量超疏水膜，其特征在于，所述超疏水膜的水接触角为140.3-164.2°，渗透量为8.7-22.3 kg·m-2·h-1，在连续使用100h之后，其水接触角的值下降1.8%-3.9%，其渗透量的值下降1.7%-3.6%。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
10、本专利技术通过一步法制备含zif-8的pvdf膜，zif-8在膜上均匀生长，zif-8的形成降低了pvdf基体的密度，提高了基体的孔隙率，所形成的膜具有较好的渗透性能；再利用不同喷涂路线以及喷涂高度将zif-8改性涂料喷涂至膜表面，原位生长的zif-8与喷涂的zif-8形成工艺不同，所形成的粒径大小不同，一步法原位生长的zif-8粒径范围为500-1000nm，喷涂的zif-8粒径范围为200-400nm，两者相结合形成了多尺度，使得表面涂层具备多层次、均匀的凹凸结构，使膜表面和进料液之间有更多的气隙，这些气隙可以减小液滴与膜表面的接触面积，防止液体渗透到膜的孔隙中，从而增强膜材料的疏水性，而蒸发的气体则可以通过气隙进入孔隙中，有利于蒸汽在膜孔内的传输，从而增加材料的渗透量；在获得高渗透量的超疏水膜的同时，涂料中的树脂材料极大增强了膜的耐用性能有利于膜蒸馏过程长期高效稳定运行；所选用的喷嘴产生的喷雾分布均匀，对于要求覆盖一个区域的喷流应用领域能发挥极佳的效果。本专利技术制造方法简单，所制备的高渗透量超疏水膜具有广阔的用途。
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1.一种用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜制备方法，其特征在于：硅烷偶联剂材料为3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的树脂材料为环氧树脂、硅橡胶、酚醛树脂的一种或多种。
4.根据权利要求1所述超疏水膜的制备：喷嘴倾斜角度为30-90°。
5.根据权利要求1所述超疏水膜的制备：涂层的喷涂时间为10-15s。
6.根据权利要求1所述超疏水膜的制备：喷嘴的高度为10-20cm。
7.根据权利要求1所述超疏水膜的制备：喷枪喷嘴为实心锥喷嘴、扇形喷嘴的一种。
8.根据权利要求1-7任意一项所述一种用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜的制备方法：制备的一种高渗透量超疏水膜，其特征在于，所述膜的水接触角为140.3-164.2°，渗透量为8.7-22.3 kg·m-2·h-1，在循环使用100h之后，其水接触角的值下降1.8
...【技术特征摘要】
1.一种用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于膜蒸馏的高渗透量超疏水膜制备方法，其特征在于：硅烷偶联剂材料为3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、1h，1h，2h，2h-全氟辛基三乙氧基硅烷的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的树脂材料为环氧树脂、硅橡胶、酚醛树脂的一种或多种。
4.根据权利要求1所述超疏水膜的制备：喷嘴倾斜角度为30-90°。
5.根据权利要求1所述超疏水膜的制备：...
【专利技术属性】
技术研发人员：李卫星，琚晓晖，袁宝坤，童裕佳，呼志平，白利军，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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