一种多壁碳纳米管表面嵌入式改性聚偏氟乙烯膜及制备方法

摘要

本发明公开了一种多壁碳纳米管表面嵌入式改性聚偏氟乙烯膜，其制备方法包括以下步骤：(1)酸化多壁碳纳米管的制备；(2)APTS改性的多壁碳纳米管的制备；(3)PVDF膜的制备；(4)APTS改性的多壁碳纳米管嵌入PVDF膜。用嵌入法将APTS改性的多壁碳纳米管嵌入PVDF膜，不但可以使APTS改性的多壁碳纳米管覆盖在PVDF膜的表面，也能嵌入到PVDF膜内部的孔道中，改变PVDF膜的微观结构，增加了纳米材料与有机聚合物基体的界面亲和力，提高了多壁碳纳米管在PVDF膜表面的附着力，制备出的多壁碳纳米管表面嵌入式改性聚偏氟乙烯膜亲水性好，对重金属离子有很好的截留效果。

主权项

一种多壁碳纳米管表面嵌入式改性聚偏氟乙烯膜的制备方法，包括以下步骤：(1)酸化多壁碳纳米管的制备：称取1g多壁碳纳米管置于烧杯中，然后添加98％浓硫酸和65％浓硝酸摩尔比为3:1的混酸10‑15mL，超声分散1h，再移入三口烧瓶中，120℃回流12h，然后用去离子水稀释、抽滤，最后用0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗至溶液pH值为7，抽滤，所得固体于80℃烘干，得酸化的多壁碳纳米管；(2)APTS改性的多壁碳纳米管的制备：将1‑2g酸化的多壁碳纳米管、5mLN,N‑二环己基碳酰亚胺和50‑100mL APTS混合，超声分散30min，然后70℃搅拌反应12h，搅拌速度为300r/min，离心，弃其液体，将固体烘干后得APTS改性的多壁碳纳米管，备用；(3)PVDF膜的制备：将2‑6g聚乙烯吡咯烷酮、18g聚偏氟乙烯和75‑80gN,N‑二甲基乙酰胺混合，70℃条件下搅拌反应8h，搅拌速度为200r/min，待溶液冷却至室温后置于真空干燥箱中脱泡24h，脱泡温度为35℃，制得铸膜液，然后将铸膜液倾倒于玻璃板上，用刮膜器刮成厚度为0.2‑0.25mm的均质膜，将均质膜在空气中静置15s后浸入去离子水中，待膜完全从玻璃板脱落后取出，再用去离子水浸泡24h，50℃干燥2h后得到PVDF膜；(4)APTS改性的多壁碳纳米管嵌入PVDF膜：将0.01‑0.1g APTS改性的多壁碳纳米管和200mL去离子水混合，超声分散30min，获得均相溶液，将均相溶液倒入超滤装置中，在0.2MPa氮气加压下，使得均相溶液全部渗透PVDF膜后取出，用去离子水浸泡30min，制得多壁碳纳米管表面嵌入式改性聚偏氟乙烯膜。