本發(fā)明創(chuàng)造屬于水處理領(lǐng)域，主要涉及一種疏水膜的雙疏改性方法。

背景技術(shù)：

1、在水處理過(guò)程中，膜蒸餾是一種高效節(jié)能的新型熱驅(qū)動(dòng)分離工藝，在膜分離過(guò)程中可以利用太陽(yáng)能、地?zé)岬榷喾N形式的低質(zhì)量熱源對(duì)進(jìn)料液進(jìn)行加熱。作為一種典型的膜分離工藝，膜蒸餾以多孔疏水膜作為分離介質(zhì)，僅允許水蒸氣通過(guò)膜孔進(jìn)入。膜兩側(cè)溫差導(dǎo)致的蒸汽壓差驅(qū)動(dòng)水汽從進(jìn)料測(cè)到滲透?jìng)?cè)。pvdf聚偏氟乙烯是最常用于膜蒸餾的膜材料，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性以及杰出的機(jī)械強(qiáng)度等。但傳統(tǒng)的商業(yè)膜存在著疏水疏油性不足的缺點(diǎn)，在處理實(shí)際廢水的過(guò)程中常存在著膜孔潤(rùn)濕和膜污染的問(wèn)題，嚴(yán)重影響膜蒸餾系統(tǒng)的穩(wěn)定性。受到自然界超疏水材料展現(xiàn)出來(lái)優(yōu)異的抗污染自清潔性能的啟發(fā)，有必要對(duì)膜進(jìn)行雙疏改性，提高膜的抗無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物的性能。

2、對(duì)疏水膜的雙疏改性方法有：模板法、層層自組裝等，但都存在的改性過(guò)程復(fù)雜，疏水穩(wěn)定性差，易破壞膜結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)。因此，本領(lǐng)域客觀上需要開(kāi)發(fā)出一種不損害膜整體性能，又能使膜的疏水、疏油性能得到改善，提高膜的抗無(wú)機(jī)和有機(jī)污染性的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明創(chuàng)造的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供如下方案：

2、s1：預(yù)處理：將疏水膜浸沒(méi)在無(wú)水乙醇溶液中，并超聲處理清潔后，置于真空干燥箱中干燥；

3、s2：聚多巴胺沉積改性：將疏水膜浸入調(diào)節(jié)ph的tris-hcl緩沖溶液中的聚多巴胺溶液中，在2-6mg/ml范圍內(nèi)調(diào)整聚多巴胺溶液濃度，在磁力攪拌下，控制沉積溫度和沉積時(shí)間，利用聚多巴胺在疏水膜表面進(jìn)行沉積，賦予膜表面螯合重金屬離子的活性點(diǎn)位；轉(zhuǎn)速200-600r/min處理后80℃真空干燥箱中干燥24h；

4、s3：通過(guò)溶膠凝膠法原位誘導(dǎo)多級(jí)凹角結(jié)構(gòu)二氧化硅納米粒子的生成：將配置好的氨水、水、乙醇混合溶液緩慢加入到配置好的硅酸四乙酯與乙醇混合溶液中，得到溶膠凝膠溶液，以轉(zhuǎn)速100-300r?min-1不斷攪拌，將s2中聚多巴胺沉積改性后的疏水膜浸入其中，通過(guò)溶膠凝膠法反應(yīng)1-3h，原位生成二氧化硅納米粒子，在膜表面構(gòu)建多級(jí)凹角結(jié)構(gòu)；在90℃真空環(huán)境中干燥1-24h；

5、s4：進(jìn)行硅烷化處理降低表面能；將s3制備的膜完整浸入配置好的三甲氧基(1h，1h，2h，2h-十七氟癸基)硅烷的酒精溶液，進(jìn)行表面接枝，降低膜表面能實(shí)現(xiàn)雙疏改性；表面接枝后，放入120℃真空干燥箱2h干燥。

6、優(yōu)選地，在s1中，所述聚多巴胺溶液ph調(diào)節(jié)到8.5；所述磁力攪拌的轉(zhuǎn)子速度為200-600r/min。

7、優(yōu)選地，在s2中，所述沉積溫度為15～45℃，沉積時(shí)間為40-200min。

8、優(yōu)選地，在s4中，所述硅酸四乙酯與乙醇混合溶液的體積比為1:1-1:3；氨水、水、乙醇混合溶液的體積比為1:1：12-1:5:12。

9、優(yōu)選地，在s4中，所述三甲氧基(1h，1h，2h，2h-十七氟癸基)硅烷的酒精溶液的濃度為1-5vol％。

10、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：(1)通過(guò)聚多巴胺沉積的方式在膜表面形成具有礦化點(diǎn)位的仿生膠層，通過(guò)溶膠凝膠法原位誘導(dǎo)生成的二氧化硅納米粒子構(gòu)筑成多級(jí)凹角結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還可以有效地將二氧化硅納米粒子粘合在膜表面，膜結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定(2)通過(guò)硅烷化處理降低表面能，使得雙疏膜表面由疏水轉(zhuǎn)向超疏水和疏油，改性后的雙疏膜抗污染性能顯著提高。

技術(shù)特征：

1.一種疏水膜的雙疏改性方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水膜的雙疏改性方法，其特征在于，在s1中，所述聚多巴胺溶液ph調(diào)節(jié)到8.5；所述磁力攪拌的轉(zhuǎn)子速度為200-600r/min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水膜的雙疏改性方法，其特征在于，在s2中，所述沉積溫度為15～45℃，沉積時(shí)間為40-200min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水膜的雙疏改性方法，其特征在于，在s4中，所述硅酸四乙酯與乙醇混合溶液的體積比為1:1-1:3；氨水、水、乙醇混合溶液的體積比為1:1：12-1:5:12。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏水膜的雙疏改性方法，其特征在于，在s4中，所述三甲氧基(1h，1h，2h，2h-十七氟癸基)硅烷的酒精溶液的濃度為1-5vol％。

技術(shù)總結(jié)
一種疏水膜的雙疏改性方法，屬于污水處理領(lǐng)域。一種疏水膜的雙疏改性方法包括：S1：疏水膜清洗；S2：聚多巴胺沉積改性；S3：通過(guò)溶膠凝膠法原位誘導(dǎo)多級(jí)凹角結(jié)構(gòu)二氧化硅納米粒子的生成；S4：進(jìn)行硅烷化處理降低表面能。本發(fā)明通過(guò)聚多巴胺沉積的方式在膜表面形成具有礦化點(diǎn)位的仿生膠層，在誘導(dǎo)生成的二氧化硅納米粒子構(gòu)筑成多級(jí)凹角結(jié)構(gòu)的同時(shí)，有效地將二氧化硅納米粒子粘合在膜表面，該膜結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定；此外，通過(guò)硅烷化處理使得雙疏膜表面由疏水轉(zhuǎn)向超疏水和疏油，改性后的雙疏膜抗污染性能顯著提高。

技術(shù)研發(fā)人員：李棒,王碩,任俊彩,寧瑩瑩,顧效綱,殷士強(qiáng),胡曉先,吳俊峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南城建學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9