一种用于去除水中溶解性气体的超疏水膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种新型的用于去除水中可溶性气体的超疏水膜的制备方法，基于自清洁的仿生原理，将经偶联剂修饰的具有低表面能的无机纳米粒子和疏水性的高分子PVDF共混后，采用相转化法制备而成，得到了机械性能良好的、具有超疏水性的平板膜，此超疏水膜表面的水接触角可达154±1°，滚动角达到4±1°，呈现出良好的超疏水性及自清洁性能，能明显降低膜润湿后的传质阻力，提高了膜接触器的分离效率。

主权项

一种用于去除水中可溶性气体的超疏水膜的制备方法，其特征在于：主要包括无机纳米粒子的制备、纳米粒子的表面修饰以及有机无机复合材料的制备；具体步骤为：(1)采用溶胶‑凝胶法制备二氧化硅醇溶液，得到二氧化硅纳米颗粒；(2)利用低表面能物质对二氧化硅纳米颗粒进行修饰，得到粒径均一的具有微纳米复合结构的二氧化硅颗粒；(3)将疏水性高分子PVDF与步骤(2)改性后的二氧化硅颗粒共混，制成制膜液，采用相转化法制备有机无机复合材料超疏水膜；其中：步骤(1)中，将正硅酸乙酯加入到分散剂无水乙醇、水解催化剂氨水及一定量的去离子水中，采用溶胶‑凝胶法制备形状规则且均匀的球形二氧化硅纳米颗粒；其中正硅酸乙酯含量为5～10％，去离子水含量为2～10％，氨水含量为2～10％，二氧化硅颗粒的粒径为50～500nm；步骤(2)中，将含有二氧化硅纳米颗粒的醇溶液逐滴加入到经氨水催化水解的硅烷偶联剂溶液中，其中硅烷偶联剂与二氧化硅的摩尔比为0.1～0.8，激烈搅拌，将反应后的溶液进行离心分离，将得到的沉淀烘干研磨、过筛得到粒径为3～10μm的改性二氧化硅颗粒；步骤(3)中，用DMF溶剂溶解改性的二氧化硅微米颗粒，并加入聚合物聚偏氟乙烯PVDF，其中PVDF的含量为10～18％，改性二氧化硅的含量为5～20％，油浴中搅拌，制得二氧化硅颗粒均匀分散的制膜液；该制膜液静置脱泡后，均匀涂于无纺布底膜上，采用相转化法制得有机无机复合平板膜；所述的有机无机复合膜的接触角为132～154°。