自脫水疏水性分離膜以及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明自脫水疏水性分離膜以及制備方法，其在親水性基膜表面涂覆聚偏氟乙烯粒子，形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的自脫水疏水性分離膜層；制備方法：將聚偏氟乙烯粒子制成懸濁液；超濾，使聚偏氟乙烯粒子懸濁液涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面；對涂覆聚偏氟乙烯粒子懸濁液的親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜干燥，得到自脫水疏水性分離膜；其既具有足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，又具有自脫水的功能，疏水性分離膜表面脫離水溶液后，即可自動干燥，從而解決了疏水膜膜孔的干燥問題；該疏水性分離膜的疏水層薄，表面純水接觸角大，可有效減少分離傳質(zhì)阻力，提高分離效率，有利于膜分離技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說明】自脫水疏水性分離膜以及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)，尤其涉及一種適用于水處理領(lǐng)域的海水淡化、高鹽度廢水處理、反滲透濃水處理等膜蒸餾設(shè)備中，還適用于廢水脫氨、水中脫氣、溴素提取等膜吸收設(shè)備中，以及其它涉及水相/氣相分離中使用疏水性多孔分離膜的膜分離設(shè)備中的自脫水疏水性分離膜以及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]分離膜材料結(jié)構(gòu)對分離膜的性能有重要影響，對于膜蒸餾、膜吸收等使用的疏水性分離膜的膜分離過程而言，在其分離過程中，無液相物質(zhì)穿過膜孔，只有氣態(tài)物質(zhì)穿過膜孔，從而實現(xiàn)傳質(zhì)分離。
[0003]疏水膜的表面疏水化改性是疏水膜制備技術(shù)中的重要研究方向之一，當(dāng)疏水膜的表面疏水性足夠高時，可以通過增大膜的孔徑和孔隙率來提高疏水膜的膜通量，提高疏水膜的表面疏水性可以使疏水膜在膜蒸餾、膜吸收等領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]為了提高分離膜的表面疏水性，通?？梢圆捎霉不?、表面涂覆硅橡膠等疏水性物質(zhì)等方法，或進(jìn)行表面接枝、等離子處理等各種表面化學(xué)處理的方法來提高材料的表面疏水性，這些方法存在成本高、不易加工實現(xiàn)以及使用中易發(fā)生疏水性喪失等問題；還可以采用在疏水材料表面構(gòu)建粗糙結(jié)構(gòu)，如采用模板技術(shù)、刻蝕技術(shù)、機(jī)械拉伸、自組裝技術(shù)等構(gòu)造粗糙表面進(jìn)行超疏水改性的方法。但是，目前采用的許多方法都涉及到特定的設(shè)備、苛刻的條件和較長的周期，難以用于大面積超疏水表面的制備。
[0005]當(dāng)疏水膜的厚度越薄、表面接觸角越大，越有利于有效減少分離傳質(zhì)阻力，提高分離效率。
[0006]在膜蒸餾、膜吸收、膜脫氣、膜結(jié)晶等技術(shù)中，核心的組成部分是疏水性多孔分離膜。所有這些涉及水相/氣相分離的膜，在實際應(yīng)用中，由于料液中的污染物在疏水膜材料表面的吸附與沉積，使疏水膜表面和孔道壁面形成親水化涂層，誘使液態(tài)水進(jìn)入疏水膜的孔道中，導(dǎo)致疏水膜發(fā)生親水化滲漏問題，阻礙了相關(guān)膜分離技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
[0007]目前，疏水膜在實際應(yīng)用中面臨的最大難點之一，是疏水膜的干燥問題。雖然通過化學(xué)清洗可以除去膜孔道中的污染物，但膜孔道中的液態(tài)水難以除去。目前的干燥方法實質(zhì)都屬于加熱干燥，最常用的方法有真空干燥和熱風(fēng)吹掃干燥，雖然在實驗室條件下，容易實施，但對于大規(guī)模工業(yè)型應(yīng)用，需要專用設(shè)備，且能耗高。由于分離膜的膜孔道彎曲、孔徑變化，水滴被封在膜孔道直徑較大處?？諝獯祾邥r，由于部分膜孔先干燥，易透氣，使膜兩側(cè)氣壓低，水分不易被吹出。熱風(fēng)吹掃干燥的方法，功效低、且干燥程度不均勻，不能適用于大尺寸膜組件。如將膜組件置于特制真空烘箱中，加熱干燥，難以作為工程化實施方法。采用微波加熱的方法，雖然加熱均勻，但需要大型微波箱體，也難以工程化應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷而提供一種自脫水疏水性分離膜以及制備方法，疏水性分離膜既具有足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，又具有自脫水的功能，疏水膜脫離水分后，即可自動干燥，從而解決了疏水膜膜孔的干燥問題；該疏水性分離膜疏水層薄，表面純水接觸角大，可有效減少分離傳質(zhì)阻力，提高分離效率，有利于膜分離技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0010]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜，其特征在于:在親水性基膜表面涂覆一層聚偏氟乙烯粒子，形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的自脫水疏水性分離膜層；該親水性基膜為親水性聚偏氟乙烯多孔膜。
[0011]前述的自脫水疏水性分離膜，其中:所述在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面涂覆聚偏氟乙烯粒子所形成的疏水性分離膜層的厚度為I至20 μ m，孔徑范圍為0.05至2 μ m ;所述親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜的厚度為20至800 μ m,孔徑范圍為0.05至2 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜層與水的接觸角為140至179度。
[0012]前述的自脫水疏水性分離膜，其中:所述聚偏氟乙烯粒子的粒徑為80nm至10 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜是涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面的含有聚偏氟乙烯粒子的懸濁液干燥后形成，該懸浮液是將聚偏氟乙烯粒子分散在分散劑中制成，懸浮液中聚偏氟乙烯粒子與分散劑的重量份數(shù)比為I至5: 100;該分散劑為乙醇、丙酮或者丁酮。
[0013]前述的自脫水疏水性分離膜，其中:所述聚偏氟乙烯粒子的粒徑為80nm至10 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜是涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面的含有聚偏氟乙烯粒子的懸濁液干燥后形成，該懸浮液是將聚偏氟乙烯粒子分散在分散劑和溶劑的混合溶液中制成，懸浮液中聚偏氟乙烯粒子與分散劑和溶劑的混合溶液的重量份數(shù)比為I至5: 100;該分散劑為乙醇、丙酮或者丁酮；該溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、環(huán)丁砜、二甲基亞砜中的一種或幾種的混合溶劑，通過單一溶劑或混合溶劑與分散劑的比例控制，干燥后聚偏氟乙烯粒子與親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜本體有足夠的溶合粘接強(qiáng)度，以防止該涂層在膜分離過程中剝離脫落。
[0014]前述的自脫水疏水性分離膜，其中:所述溶解聚偏氟乙烯粒子的單一溶劑或混合溶劑與分散劑的重量份數(shù)比例是1: 2至20:1。
[0015]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0016](一 )將聚偏氟乙烯粒子攪拌分散在分散劑中或者分散劑和溶解聚偏氟乙烯粒子溶劑的混合溶液中，制成懸濁液；
[0017](二)通過超濾的方式，使聚偏氟乙烯粒子涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，形成沉積層；
[0018](三)對涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分離膜進(jìn)行干燥，使聚偏氟乙烯粒子牢固地附著在親水性聚偏氟乙烯多孔膜表面。
[0019]前述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其中:所述聚偏氟乙烯粒子的粒徑為SOnm至10 μ m ;所述懸浮液是將聚偏氟乙烯粒子分散在分散劑中制成，懸浮液中聚偏氟乙烯粒子與分散劑的重量份數(shù)比為I至5: 100;該分散劑為乙醇、丙酮或者丁酮；所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、環(huán)丁砜、二甲基亞砜中的一種或幾種的混合溶劑，通過單一溶劑或混合溶劑與分散劑的比例控制，干燥后聚偏氟乙烯粒子與親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜本體有足夠的溶合粘接強(qiáng)度，以防止該涂層在膜分離過程中剝離脫落；該單一溶劑或混合溶劑與分散劑的重量份數(shù)比例是1: 2至20:1。
[0020]前述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其中:所述在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面涂覆的聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜層的厚度為I至20 μ m，孔徑范圍為0.05至
2μ m ;所述親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜的厚度為20至800 μ m,孔徑范圍為0.05至2 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜層與水的接觸角為140至179度。
[0021]前述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其中:所述對涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分離膜進(jìn)行干燥，是將分離膜在常溫空氣中晾干后，再于80至90°C下干燥2至4小時。
[0022]前述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其中:所述對涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分離膜進(jìn)行干燥，是將分離膜在常溫空氣中直接晾干。
[0023]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜以及制備方法的有益效果是:該自脫水疏水性分離膜具有足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，又具有自脫水的功能；該疏水性分離膜表面脫離水體后，利用界面張力特性，即可自動將膜孔中的液體水排出，從而解決了疏水膜膜孔的干燥問題；且該疏水性分離膜疏水層薄，表面純水接觸角大，可有效減少分離傳質(zhì)阻力，提高分離效率，可以促進(jìn)膜分離技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
[0024]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜可以應(yīng)用于水處理領(lǐng)域的海水淡化、高鹽度廢水處理或反滲透濃水處理的膜蒸餾過程，廢水脫氨、水中脫氣或溴素提取的膜吸收過程，以及水相/氣相的膜分離過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明自脫水疏水性分離膜斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中主要標(biāo)號說明:1基膜；2膜孔；3聚偏氟乙烯粒子。

【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜是一種疏水性多孔分離膜，其是在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜上，涂覆一層厚度為I?20 μ m的疏水性聚偏氟乙烯粒子，形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的疏水性分離膜，該疏水性分離膜層與水的接觸角為140至179度。該聚偏氟乙烯粒子粒徑為80nm至10 μ m。疏水性分離膜層厚度為I?20 μ m。
[0028]將聚偏氟乙烯粒子攪拌分散在分散劑中，制成懸濁液；通過超濾的方式，使聚偏氟乙烯粒子涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，形成沉積層；然后干燥，使聚偏氟乙烯粒子牢固地附著在親水性聚偏氟乙烯多孔膜表面。
[0029]分散劑可以采用乙醇、丙酮或者丁酮等可以潤濕聚偏氟乙烯粒子的試劑。涂覆完成后，在常溫空氣中晾干后，再于80至90°C下干燥2至4小時。利用聚偏氟乙烯樹脂干燥后的靜電自黏附作用，使聚偏氟乙烯粒子牢固地附著在親水性超濾聚偏氟乙烯表面，形成微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的疏水性表層，該疏水性分離膜表層與水的接觸角為140至179度。
[0030]還可以在分散劑中，加入二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯等溶劑，使聚偏氟乙烯粒子表面微溶或溶脹，再通過超濾的方式，使聚偏氟乙烯粒子涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，形成沉積層，然后在常溫下干燥，使聚偏氟乙烯粒子牢固粘合在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，形成微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的疏水性分離膜層，該疏水性分離膜層與水的接觸角為140至179度。溶劑可以為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、環(huán)丁砜、二甲基亞砜中的一種或幾種的混合溶劑，該單一溶劑或混合溶劑的比例，應(yīng)使聚偏氟乙烯粒子與聚偏氟乙烯多孔膜基膜本體有足夠的溶合粘接強(qiáng)度，以防止該涂層在膜分離過程中剝離的脫落。該溶劑與分散劑的重量份數(shù)比例是1: 2至20:1。
[0031]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜的使用方法是，膜分離過程間歇運(yùn)行，當(dāng)膜分離過程運(yùn)行一定時間后，對疏水性分離膜進(jìn)行清洗，然后，通過管路與閥門控制，使疏水性分離膜表面與水溶液脫離接觸一定時間，然后再進(jìn)入下一循環(huán)的膜分離工作狀態(tài)。即:使疏水性分離膜表面與水溶液接觸，進(jìn)入膜分離狀態(tài)，一定時間后，再使疏水性分離膜表面與水溶液脫離接觸，進(jìn)入自動干燥狀態(tài)，再保持一定時間。由此反復(fù)循環(huán)，可保障膜分離裝置的連續(xù)運(yùn)行。
[0032]基膜材料為聚偏氟乙烯多孔膜，優(yōu)選具有持久親水性的、同時無親水性物質(zhì)溶出的親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜，該基膜的孔徑為0.05至2.0 μ m。
[0033]通過本發(fā)明的方法，可以獲得疏水性分離膜，孔徑范圍為0.05至2μπι，基膜厚度為20至800 μ m,疏水性分離膜層厚度為I至20 μ m，優(yōu)選疏水性分離膜層厚度為5至10 μ m。疏水性分離膜層與水的接觸角為140至179度。
[0034]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜的制備方法，也可以用于制備中空纖維分離膜，可以刮制平板膜，也可以涂覆制備管式膜。
[0035]實施例1
[0036]將100克聚偏氟乙烯粒子(附圖1中的3，粒徑2?5μπι，三愛富公司，牌號F904)，攪拌分散在2000克分散劑無水乙醇中，得到聚偏氟乙烯粒子懸浮液；然后超濾涂覆在厚度為150 μ m、孔徑(附圖1中的2)為0.2 μ m的親水性聚偏氟乙烯多孔膜(附圖1中的I)的外表面。將涂覆聚偏氟乙烯粒子懸浮液后的親水性聚偏氟乙烯多孔膜從超濾涂覆裝置上取出，在常溫空氣中晾干，然后置于85°C烘箱中熱干燥4小時，使親水性聚偏氟乙烯多孔膜外表面形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的疏水性聚偏氟乙烯粒子分離膜層，該疏水性聚偏氟乙烯粒子分離膜層厚度為20 μ m，分離膜層孔徑仍為0.20 μ m，該疏水性聚偏氟乙烯粒子分離膜層的純水接觸角為144度。
[0037]對于谷氨酸發(fā)酵液，采用減壓膜蒸餾工藝，在70°C、0.85MPa真空度下進(jìn)行濃縮。采用常規(guī)疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜(膜孔徑0.20μπι，厚度為150μπι)，連續(xù)運(yùn)行4小時后，發(fā)生親水化滲漏。采用本發(fā)明的自脫水疏水性分離膜，膜蒸餾過程間歇運(yùn)行，即當(dāng)膜蒸餾過程運(yùn)行30分鐘后，對該疏水性分離膜進(jìn)行清洗，然后，通過管路與閥門控制，使疏水性分離膜表面與水溶液脫離接觸10分鐘時間，進(jìn)入自動干燥狀態(tài)后，再進(jìn)入下一循環(huán)的膜蒸餾工作狀態(tài)。由此反復(fù)循環(huán)，連續(xù)運(yùn)行20小時仍未發(fā)生親水化滲漏。
[0038]實施例2
[0039]將60克聚偏氟乙烯粒子(粒徑80?lOOnm，自制)，攪拌分散在1000克分散劑丙酮和400克乙酸乙酯的混合溶劑中，得到聚偏氟乙烯粒子懸浮液；然后超濾涂覆在厚度為200 μ m、孔徑為0.2 μ m的親水性聚偏氟乙烯多孔膜外表面。將涂覆聚偏氟乙烯粒子懸浮液后的親水性聚偏氟乙烯多孔膜從超濾涂覆裝置上取出，在常溫空氣中晾干，使親水性聚偏氟乙烯多孔膜外表面形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的疏水性聚偏氟乙烯粒子分離膜層，該疏水性聚偏氟乙烯粒子分離膜層厚度20 μ m,分離膜孔徑仍為0.20 μ m,該疏水性聚偏氟乙烯粒子分離膜層的純水接觸角為164度。
[0040]對于乙醇發(fā)酵液，采用減壓膜蒸餾工藝，在50°C、0.85MPa真空度下進(jìn)行乙醇提取。采用常規(guī)疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜(膜孔徑0.20 μ m，厚度為200 μ m)，連續(xù)運(yùn)行2小時后，發(fā)生親水化滲漏。采用本發(fā)明的自脫水疏水性分離膜，膜蒸餾過程間歇運(yùn)行，即當(dāng)膜蒸餾過程運(yùn)行15分鐘后，對疏水膜進(jìn)行清洗，然后，通過管路與閥門控制，使疏水性分離膜表面與水溶液脫離接觸10分鐘時間，進(jìn)入自動干燥狀態(tài)后，再進(jìn)入下一循環(huán)的膜蒸餾工作狀態(tài)。由此反復(fù)循環(huán)，連續(xù)運(yùn)行20小時仍未發(fā)生親水化滲漏。
[0041 ] 本發(fā)明實施例中未進(jìn)行說明的內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)，故，不再進(jìn)行贅述。
[0042]本發(fā)明自脫水疏水性分離膜的工作原理:
[0043]本發(fā)明 申請人:在研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚偏氟乙烯疏水性分離膜足夠薄，達(dá)到小于15 μ m時，在疏水性分離膜表面與水溶液脫離接觸時，疏水性分離膜膜孔中的液體水會自動從膜孔中排出，從而疏水膜的膜孔脫水，發(fā)明人稱之為疏水膜的自脫水效應(yīng)。由此，當(dāng)疏水膜發(fā)生親水化時，經(jīng)過清洗，去除膜孔道內(nèi)的污染物后，使疏水膜表面脫離水體接觸，當(dāng)疏水性分離膜足夠薄時，則疏水膜的膜孔中的液體水，在疏水性材料表面張力作用下，自動被驅(qū)離出疏水膜孔道，疏水膜脫水，從而解決疏水膜的干燥問題。
[0044]但是，由于當(dāng)疏水性分離膜足夠薄時，其才具有自脫水效應(yīng)；而過薄的疏水性分離膜的機(jī)械強(qiáng)度不能滿足使用要求。目前的商品化疏水膜厚度一般為50至300μπι，均大于50 μ m，厚度值較大，均不具備自脫水效應(yīng)。
[0045]為此，本發(fā)明提供了一種疏水性分離膜，其具有自脫水效應(yīng)，該疏水性多孔分離膜是在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，即涂覆一層厚度為I?20 μ m的疏水性聚偏氟乙烯粒子，形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的疏水性表面，疏水性表面與水的接觸角為140至179度。
[0046]將分散有聚偏氟乙烯粒子的懸濁液，用超濾的方式處理親水性超濾/微濾聚偏氟乙烯，使親水性超濾/微濾聚偏氟乙烯表面沉積一層聚偏氟乙烯粒子，然后干燥，使聚偏氟乙烯粒子牢固地附著在親水性超濾/微濾聚偏氟乙烯表面。聚偏氟乙烯粒子粒徑為80nm?10 μ m0
[0047]使用本發(fā)明的疏水性分離膜時，膜分離過程要間歇運(yùn)行，通過管路與閥門控制，當(dāng)膜分離過程運(yùn)行一定時間或?qū)κ杷で逑春?，使疏水膜表面與水溶液脫離接觸，進(jìn)入自動干燥狀態(tài)，保持一定時間后，再使疏水膜表面與水溶液接觸，進(jìn)入膜分離狀態(tài)，運(yùn)行一定時間；由此反復(fù)循環(huán)，保障膜分離裝置的持續(xù)運(yùn)行。
[0048]本發(fā)明疏水性分離膜可以應(yīng)用于水處理領(lǐng)域的海水淡化、高鹽度廢水處理或反滲透濃水處理的膜蒸餾過程，廢水脫氨、水中脫氣或溴素提取的膜吸收過程，以及水相/氣相的膜分離過程。
[0049]本發(fā)明的疏水膜既具有足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，又具有自脫水的功能，疏水膜脫離水后，即可自動干燥，從而解決了疏水膜膜孔的干燥問題。疏水層薄，表面純水接觸角大，可有效減少分離傳質(zhì)阻力，提高分離效率，可以促進(jìn)膜分離技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
[0050]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自脫水疏水性分離膜，其特征在于:在親水性基膜表面涂覆一層聚偏氟乙烯粒子，形成具有微納米級凹凸結(jié)構(gòu)的自脫水疏水性分離膜層；該親水性基膜為親水性聚偏氟乙烯多孔膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自脫水疏水性分離膜，其特征在于:所述在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面涂覆聚偏氟乙烯粒子所形成的疏水性分離膜層的厚度為I至20 μ m，孔徑范圍為0.05至2 μ m ;所述親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜的厚度為20至800 μ m,孔徑范圍為0.05至2 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜層與水的接觸角為140至179度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自脫水疏水性分離膜，其特征在于:所述聚偏氟乙烯粒子的粒徑為SOnm至10 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜是涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面的含有聚偏氟乙烯粒子的懸濁液干燥后形成，該懸浮液是將聚偏氟乙烯粒子分散在分散劑中制成，懸浮液中聚偏氟乙烯粒子與分散劑的重量份數(shù)比為I至5: 100;該分散劑為乙醇、丙酮或者丁酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自脫水疏水性分離膜，其特征在于:所述聚偏氟乙烯粒子的粒徑為80nm至10 μ m ;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜是涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面的含有聚偏氟乙烯粒子的懸濁液干燥后形成，該懸浮液是將聚偏氟乙烯粒子分散在分散劑和溶劑的混合溶液中制成，懸浮液中聚偏氟乙烯粒子與分散劑和溶劑的混合溶液的重量份數(shù)比為I至5: 100;該分散劑為乙醇、丙酮或者丁酮；該溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、環(huán)丁砜、二甲基亞砜中的一種或幾種的混合溶劑，通過單一溶劑或混合溶劑與分散劑的比例控制，干燥后聚偏氟乙烯粒子與親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜本體有足夠的溶合粘接強(qiáng)度，以防止該涂層在膜分離過程中剝離脫落。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自脫水疏水性分離膜，其特征在于:所述溶解聚偏氟乙烯粒子的單一溶劑或混合溶劑與分散劑的重量份數(shù)比例是1: 2至20:1。
6.一種如權(quán)利要求1所述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (一)將聚偏氟乙烯粒子攪拌分散在分散劑中或者分散劑和溶解聚偏氟乙烯粒子溶劑的混合溶液中，制成懸池液； (二)通過超濾的方式，使聚偏氟乙烯粒子涂覆在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面，形成沉積層； (三)對涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分離膜進(jìn)行干燥，使聚偏氟乙烯粒子牢固地附著在親水性聚偏氟乙烯多孔膜表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其特征在于:所述聚偏氟乙烯粒子的粒徑為80nm至10 μ m ;所述懸浮液是將聚偏氟乙烯粒子分散在分散劑中制成，懸浮液中聚偏氟乙烯粒子與分散劑的重量份數(shù)比為I至5: 100;該分散劑為乙醇、丙酮或者丁酮； 所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、環(huán)丁砜、二甲基亞砜中的一種或幾種的混合溶劑，通過單一溶劑或混合溶劑與分散劑的比例控制，干燥后聚偏氟乙烯粒子與親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜本體有足夠的溶合粘接強(qiáng)度，以防止該涂層在膜分離過程中剝離脫落；該單一溶劑或混合溶劑與分散劑的重量份數(shù)比例是1: 2至 20: I。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其特征在于:所述在親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜表面涂覆的聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜層的厚度為I至20μ m，孔徑范圍為0.05至2μ m ;所述親水性聚偏氟乙烯多孔膜基膜的厚度為20至800 μ m，孔徑范圍為0.05至2μηι;所述聚偏氟乙烯粒子疏水性分離膜層與水的接觸角為140 至 179 度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其特征在于:所述對涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分離膜進(jìn)行干燥，是將分離膜在常溫空氣中晾干后，再于80至90°C下干燥2至4小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自脫水疏水性分離膜的制備方法，其特征在于:所述所述對涂覆聚偏氟乙烯粒子后的分離膜進(jìn)行干燥，是將分離膜在常溫空氣中直接晾干。
【文檔編號】B01D67/00GK104307388SQ201410616012
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】呂曉龍, 陳華艷, 程認(rèn)認(rèn), 張如意, 倪文彧, 武春瑞, 高啟君 申請人:天津工業(yè)大學(xué)