一种高强度三元梯度结构PVDF管式超滤膜及制备方法

摘要

本发明属于膜分离材料技术领域，公开了一种高强度三元梯度结构PVDF管式超滤膜及制备方法。所述制备方法为：将PVDF粉末在管状模具中烧结，形成一层结构的支撑层管状预制体；然后以该预制体为外层将PVDF粉末进行烧结，形成具有二元梯度结构的二元PVDF管状体基膜；然后用化学键合的功能化Al₂O₃/PVDF铸膜液在上述管状体基膜内表面涂布成膜，形成分离层，得到所述高强度三元梯度结构PVDF管式超滤膜。本发明的超滤膜通过三次分别成型方法制备而成，三层结构结合紧密，具有孔径梯度分布，阻力小，通量大，易于反向清洗等优点，大幅度提高了膜的机械性能和分离性能，具有良好的应用前景。

主权项

一种高强度三元梯度结构PVDF管式超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：(1)将颗粒度为100～200目的PVDF粉末灌入具有内管和外管的管状模具中，通过调整外管内径与内管外径的差距控制支撑层的厚度，在压力条件及170℃～180℃温度下高温烧结0.5～1h，冷却至室温，将模具退出，形成具有一层结构的支撑层管状预制体；(2)将颗粒度为400～600目的PVDF粉末灌入过渡层烧结模具中，过渡层烧结模具是以支撑层管状预制体的内层为过渡层的外层，用外径小于管状预制体的不锈钢管作为过渡层烧结的内管模具，并调节内管模具的外径与管状预制体的内径差距控制过渡层的厚度，在压力条件及170℃～180℃温度下高温烧结0.5～1h，冷却至室温，将模具退出，形成具有二元梯度结构的二元PVDF管状体；(3)将纳米Al₂O₃用氰基硅烷偶联剂进行表面改性后，用酸酸化，得到功能化Al₂O₃纳米颗粒；将PVDF粉末进行等离子体处理，得到表面引入氢氧基的改性PVDF；然后将功能化Al₂O₃纳米颗粒与改性PVDF在溶剂中进行缩合反应，得到化学键合的功能化Al₂O₃/PVDF铸膜液；(4)以步骤(2)的二元PVDF管状体为基膜，采用步骤(3)的功能化Al₂O₃/PVDF铸膜液在基膜内表面涂布成膜，形成分离层；涂布结束后，将管状体于水浴中固化，然后用乙醇水溶液浸泡，晾干，得到所述高强度三元梯度结构PVDF管式超滤膜。