一种疏水膜的双疏改性方法

本发明创造属于水处理领域，主要涉及一种疏水膜的双疏改性方法。

背景技术：

1、在水处理过程中，膜蒸馏是一种高效节能的新型热驱动分离工艺，在膜分离过程中可以利用太阳能、地热等多种形式的低质量热源对进料液进行加热。作为一种典型的膜分离工艺，膜蒸馏以多孔疏水膜作为分离介质，仅允许水蒸气通过膜孔进入。膜两侧温差导致的蒸汽压差驱动水汽从进料测到渗透侧。pvdf聚偏氟乙烯是最常用于膜蒸馏的膜材料，具有优异的热稳定性，化学稳定性以及杰出的机械强度等。但传统的商业膜存在着疏水疏油性不足的缺点，在处理实际废水的过程中常存在着膜孔润湿和膜污染的问题，严重影响膜蒸馏系统的稳定性。受到自然界超疏水材料展现出来优异的抗污染自清洁性能的启发，有必要对膜进行双疏改性，提高膜的抗无机污染物和有机污染物的性能。

2、对疏水膜的双疏改性方法有：模板法、层层自组装等，但都存在的改性过程复杂，疏水稳定性差，易破坏膜结构等缺点。因此，本领域客观上需要开发出一种不损害膜整体性能，又能使膜的疏水、疏油性能得到改善，提高膜的抗无机和有机污染性的方法。

技术实现思路

1、本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，本发明提供如下方案：

2、s1：预处理：将疏水膜浸没在无水乙醇溶液中，并超声处理清洁后，置于真空干燥箱中干燥；

3、s2：聚多巴胺沉积改性：将疏水膜浸入调节ph的tris-hcl缓冲溶液中的聚多巴胺溶液中，在2-6mg/ml范围内调整聚多巴胺溶液浓度，在磁力搅拌下，控制沉积温度和沉积时间，利用聚多巴胺在疏水膜表面进行沉积，赋予膜表面螯合重金属离子的活性点位；转速200-600r/min处理后80℃真空干燥箱中干燥24h；

4、s3：通过溶胶凝胶法原位诱导多级凹角结构二氧化硅纳米粒子的生成：将配置好的氨水、水、乙醇混合溶液缓慢加入到配置好的硅酸四乙酯与乙醇混合溶液中，得到溶胶凝胶溶液，以转速100-300r min-1不断搅拌，将s2中聚多巴胺沉积改性后的疏水膜浸入其中，通过溶胶凝胶法反应1-3h，原位生成二氧化硅纳米粒子，在膜表面构建多级凹角结构；在90℃真空环境中干燥1-24h；

5、s4：进行硅烷化处理降低表面能；将s3制备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，进行表面接枝，降低膜表面能实现双疏改性；表面接枝后，放入120℃真空干燥箱2h干燥。

6、优选地，在s1中，所述聚多巴胺溶液ph调节到8.5；所述磁力搅拌的转子速度为200-600r/min。

7、优选地，在s2中，所述沉积温度为15～45℃，沉积时间为40-200min。

8、优选地，在s4中，所述硅酸四乙酯与乙醇混合溶液的体积比为1:1-1:3；氨水、水、乙醇混合溶液的体积比为1:1：12-1:5:12。

9、优选地，在s4中，所述三甲氧基(1h，1h，2h，2h-十七氟癸基)硅烷的酒精溶液的浓度为1-5vol％。

10、本发明公开了以下技术效果：(1)通过聚多巴胺沉积的方式在膜表面形成具有矿化点位的仿生胶层，通过溶胶凝胶法原位诱导生成的二氧化硅纳米粒子构筑成多级凹角结构的同时，还可以有效地将二氧化硅纳米粒子粘合在膜表面，膜结构更为稳定(2)通过硅烷化处理降低表面能，使得双疏膜表面由疏水转向超疏水和疏油，改性后的双疏膜抗污染性能显著提高。

技术特征：

1.一种疏水膜的双疏改性方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种疏水膜的双疏改性方法，其特征在于，在s1中，所述聚多巴胺溶液ph调节到8.5；所述磁力搅拌的转子速度为200-600r/min。

3.根据权利要求1所述的一种疏水膜的双疏改性方法，其特征在于，在s2中，所述沉积温度为15～45℃，沉积时间为40-200min。

4.根据权利要求1所述的一种疏水膜的双疏改性方法，其特征在于，在s4中，所述硅酸四乙酯与乙醇混合溶液的体积比为1:1-1:3；氨水、水、乙醇混合溶液的体积比为1:1：12-1:5:12。

5.根据权利要求1所述的一种疏水膜的双疏改性方法，其特征在于，在s4中，所述三甲氧基(1h，1h，2h，2h-十七氟癸基)硅烷的酒精溶液的浓度为1-5vol％。

技术总结一种疏水膜的双疏改性方法，属于污水处理领域。一种疏水膜的双疏改性方法包括：S1：疏水膜清洗；S2：聚多巴胺沉积改性；S3：通过溶胶凝胶法原位诱导多级凹角结构二氧化硅纳米粒子的生成；S4：进行硅烷化处理降低表面能。本发明通过聚多巴胺沉积的方式在膜表面形成具有矿化点位的仿生胶层，在诱导生成的二氧化硅纳米粒子构筑成多级凹角结构的同时，有效地将二氧化硅纳米粒子粘合在膜表面，该膜结构更为稳定；此外，通过硅烷化处理使得双疏膜表面由疏水转向超疏水和疏油，改性后的双疏膜抗污染性能显著提高。技术研发人员：李棒,王硕,任俊彩,宁莹莹,顾效纲,殷士强,胡晓先,吴俊峰受保护的技术使用者：河南城建学院技术研发日：技术公布日：2024/9/9