[0038] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0039] 本发明提供了一种光‑芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,包括以下步骤:
[0040] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0041] 按质量百分比,将3%~9%的单体丙烯酸和10%~14%的碱化聚偏二氟乙烯,和2%~8%的大分子增容剂(分子量在20000~50000的聚乙烯吡咯烷酮、分子量在10000~
20000的聚乙二醇、分子量在80000~120000的聚乙烯醇中的一种)、1%~5%的无水氯化锂、68%~80%的有机溶剂(N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、N‑甲基‑2‑吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物)混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的引发剂(偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰),升温至60~90℃聚合。反应1~6h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0042] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为150~250μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入20℃~60℃、pH12~13的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0043] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0044] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0045] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0046] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于40~80℃的仿生矿化液中6~36h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0047] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0048] 将三价铁盐(六水合三氯化铁或硫酸铁)溶于浓度为0.001~0.01mol/L的盐酸溶液或硫酸溶液中,并保持三价铁盐在溶液中的浓度为10~20g/L,即得矿化液;
[0049] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0050] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0051] 超滤原液通过以下方法制得:
[0052] 将0.02g代表性污染物溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;所述代表性污染物为牛血清白蛋白(BSA)、腐殖酸(HA)或海藻酸钠(SA)中的一种。
[0053] 然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为15‑30cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为30~120min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0054] 光‑芬顿体系的溶液为含20~200μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH2~4的酸性溶液。
[0055] 下面通过具体实施例来进一步说明本发明。
[0056] 实施例1:
[0057] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0058] 按质量百分比,将6%的单体丙烯酸和12%的碱化聚偏二氟乙烯,和3%的分子量在20000~50000的聚乙烯吡咯烷酮、3%的无水氯化锂、75%的N,N‑二甲基乙酰胺混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的偶氮二异丁腈,升温至80℃聚合。反应2h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0059] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为200μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入60℃、pH13的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0060] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0061] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0062] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0063] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于40℃的仿生矿化液中24h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0064] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0065] 将六水合三氯化铁溶于浓度为0.001mol/L的盐酸溶液中,并保持六水合三氯化铁在溶液中的浓度为10g/L,即得矿化液;
[0066] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0067] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0068] 超滤原液通过以下方法制得:
[0069] 将0.02g牛血清白蛋白(BSA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为30cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为30min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0070] 光‑芬顿体系的溶液为含20μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 2的酸性溶液。
[0071] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为228.96L/m2·h,RBSA为90.8%,初始水接触角为23.5°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为78.4%。
[0072] 本实施例光‑芬顿型超亲水性PVDF超滤膜的SEM照片见图1所示,FT‑IR谱图见图2所示,PVDF超滤膜水接触角照片见图3所示。
[0073] 实施例2:
[0074] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0075] 按质量百分比,将9%的单体丙烯酸和11%的碱化聚偏二氟乙烯,和2%的分子量在80000~120000的聚乙烯醇中、5%的无水氯化锂、72%的N,N‑二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的混合物(1:1)混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的偶氮二异丁腈,升温至70℃聚合。反应3h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0076] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为150μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入30℃、pH12的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0077] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0078] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0079] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0080] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于60℃的仿生矿化液中36h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0081] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0082] 将硫酸铁溶于浓度为0.001mol/L的硫酸溶液中,并保持硫酸铁在溶液中的浓度为15g/L,即得矿化液;
[0083] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0084] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0085] 超滤原液通过以下方法制得:
[0086] 将0.02g海藻酸钠(SA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为15cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为60min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0087] 光‑芬顿体系的溶液为含100μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 2的酸性溶液。
[0088] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为178.26L/m2·h,RBSA为91.6%,初始水接触角为18.6°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为88.6%。
[0089] 实施例3:
[0090] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0091] 按质量百分比,将3%的单体丙烯酸和12%的碱化聚偏二氟乙烯,和5%的分子量在10000~20000的聚乙二醇、1%的无水氯化锂、78%的N,N‑二甲基乙酰胺混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的过氧化苯甲酰,升温至80℃聚合。反应6h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0092] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为200μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入25℃、pH12的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0093] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0094] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0095] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0096] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于50℃的仿生矿化液中18h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0097] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0098] 将六水合三氯化铁溶于浓度为0.005mol/L的盐酸溶液中,并保持三价铁盐在溶液中的浓度为20g/L,即得矿化液;
[0099] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0100] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0101] 超滤原液通过以下方法制得:
[0102] 将0.02g腐殖酸(HA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为20cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为100min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0103] 光‑芬顿体系的溶液为含50μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 2的酸性溶液。
[0104] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为243.74L/m2·h,RBSA为90.2%,初始水接触角为20.8°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为82.4%。
[0105] 实施例4:
[0106] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0107] 按质量百分比,将8%的单体丙烯酸和10%的碱化聚偏二氟乙烯,和8%的分子量在20000~50000的聚乙烯吡咯烷酮、4%的无水氯化锂、69%的N,N‑二甲基甲酰胺混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的偶氮二异丁腈,升温至75℃聚合。反应5h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0108] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为250μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入30℃、pH13的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0109] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0110] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0111] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0112] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于80℃的仿生矿化液中6h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0113] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0114] 将六水合三氯化铁溶于浓度为0.008mol/L的盐酸溶液中,并保持三价铁盐在溶液中的浓度为10g/L,即得矿化液;
[0115] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0116] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0117] 超滤原液通过以下方法制得:
[0118] 将0.02g牛血清白蛋白(BSA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为30cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为120min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0119] 光‑芬顿体系的溶液为含150μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 3的酸性溶液。
[0120] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为201.82L/m2·h,RBSA为91.2%,初始水接触角为24.5°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为82.6%。
[0121] 实施例5:
[0122] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0123] 按质量百分比,将7%的单体丙烯酸和14%的碱化聚偏二氟乙烯,和3%的分子量在20000~50000的聚乙烯吡咯烷酮、5%的无水氯化锂、70%的N‑甲基‑2‑吡咯烷酮混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%偶氮二异丁腈,升温至90℃聚合。反应4h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0124] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为150μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入40℃、pH13的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0125] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0126] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0127] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0128] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于55℃的仿生矿化液中12h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0129] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0130] 将硫酸铁溶于浓度为0.005mol/L的硫酸溶液中,并保持硫酸铁在溶液中的浓度为15g/L,即得矿化液;
[0131] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0132] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0133] 超滤原液通过以下方法制得:
[0134] 将0.02g牛血清白蛋白(BSA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为15cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为110min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0135] 光‑芬顿体系的溶液为含200μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 4的酸性溶液。
[0136] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为169.40L/m2·h,RBSA为92.8%,初始水接触角为20.4°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为92.8%。
[0137] 实施例6:
[0138] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0139] 按质量百分比,将3%的单体丙烯酸和13%的碱化聚偏二氟乙烯,和2%的分子量在80000~120000的聚乙烯醇、1%的无水氯化锂、80%的N,N‑二甲基乙酰胺和二甲基亚砜的混合物(1:1)混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的偶氮二异丁腈,升温至85℃聚合。反应1h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0140] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为200μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入55℃、pH12的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0141] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0142] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0143] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0144] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于45℃的仿生矿化液中24h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0145] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0146] 将硫酸铁溶于浓度为0.007mol/L的硫酸溶液中,并保持硫酸铁在溶液中的浓度为15g/L,即得矿化液;
[0147] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0148] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0149] 超滤原液通过以下方法制得:
[0150] 将0.02g海藻酸钠(SA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为25cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为80min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0151] 光‑芬顿体系的溶液为含70μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 2的酸性溶液。
[0152] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为230.88L/m2·h,RBSA为90.5%,初始水接触角为21.6°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为81.8%。
[0153] 实施例7:
[0154] 步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
[0155] 按质量百分比,将9%的单体丙烯酸和10%的碱化聚偏二氟乙烯,和7%的分子量在10000~20000的聚乙二醇、5%的无水氯化锂、68%的N,N‑二甲基乙酰胺混合,在60℃下搅拌、溶解,加入1%的过氧化苯甲酰,升温至60℃聚合。反应2h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡6h。
[0156] 将接枝反应混合溶液直接手动或通过平板刮膜机刮制为200μm厚的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发15s后,放入45℃、pH13的氢氧化钠溶液凝固浴中,分相处理2min后,取出。去离子水反复清洗,去除残留溶剂和杂质,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜。
[0157] 其中,碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得:
[0158] 采用碱化脱氟处理方法将平均分子量为50~100万的聚偏氟乙烯在60℃下,在0.5mol/L KOH的乙醇溶液中搅拌2h,反应完成后过滤,滤出物用去离子水清洗,60℃下真空干燥,得到碱化聚偏二氟乙烯。
[0159] 步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
[0160] 将步骤1中制备的PVDF超亲水性超滤膜浸没于70℃的仿生矿化液中12h,矿化完成后将膜在室温下用水冲洗,去除残留矿化液和不牢固的矿化层,室温条件下晾干,得到仿生矿化的超亲水性PVDF超滤膜;
[0161] 仿生矿化液采用如下方法制备:
[0162] 将六水合三氯化铁溶于浓度为0.003mol/L的盐酸溶液中,并保持六水合三氯化铁在溶液中的浓度为20g/L,即得矿化液;
[0163] 步骤3,PVDF超滤膜的光‑芬顿自清洁:
[0164] 首先将步骤2所得超亲水性PVDF超滤膜固定在错流过滤装置上,以超滤原液为进料液,在室温条件下,在0.1MPa跨膜压差下过滤2h,过滤完成后取出污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜;
[0165] 超滤原液通过以下方法制得:
[0166] 将0.02g腐殖酸(HA)溶解于1L pH7.4的磷酸盐缓冲溶液中,得到超滤原液;然后将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块四氟乙烯材质的中空夹片中,将夹片浸没于装有一定体积光‑芬顿体系溶液的容器中,并将容器置于光催化反应器中,光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;膜距光源的距离为20cm,开动光催化反应设备,光催化反应时间为40min,完成超滤膜的光‑芬顿自清洁过程。
[0167] 光‑芬顿体系的溶液为含80μL/L的30%过氧化氢的,由盐酸配制的pH 3的酸性溶液。
[0168] 本实施例中所制备的超滤膜水通量为188.32L/m2·h,RBSA为90.1%,初始水接触角为19.8°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率为80.2%。
[0169] 从上述实施例可以看出,通过提高丙烯酸单体含量、控制接枝反应温度和时间并增加铁含量可有效提高膜的亲水性;矿化液中铁含量、过氧化氢添加量的增加和光芬顿自清洁时间的加场可显著提高膜污染后的通量恢复率。
[0170] 所制备的超滤膜水通量不低于169.42L/m2·h,RBSA不小于90.2%,初始水接触角不大于24.5°,可见光‑芬顿自清洁后膜的通量恢复率不小于78.4%。因此,本发明为一种科学、高效的超亲水性光‑芬顿催化超滤膜生产技术。
[0171] 本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。