本發(fā)明屬于染料污染物處理領(lǐng)域，具體地說，涉及一種通過堿處理法合成pvdf-g-dmc聚合物，及pvdf/pvdf-g-dmc共混膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、水污染是當(dāng)前全球面臨的一大環(huán)境問題，例如水體中存在金屬、有機(jī)物和有害微生物等污染物，這些污染包括工業(yè)廢水排放、農(nóng)業(yè)污染物、城市污水等，嚴(yán)重影響了人們的生命健康和水生生態(tài)平衡[1-3]。

2、膜分離技術(shù)因能耗低、操作簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。目前常用的膜材料有纖維素類、聚砜類、聚酰胺類、聚烯烴類和含氟聚合物類等，其中聚偏氟乙烯(pvdf)因具有優(yōu)良的化學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、機(jī)械性能、耐紫外線、耐腐蝕性和易于加工成膜等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，但由于pvdf的疏水性，使其在水處理過程中容易產(chǎn)生污染物沉積和吸附，易造成膜污染，因此提高pvdf超濾膜的親水性成為眾多學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。

3、對(duì)pvdf超濾膜的改性方法大致分為表面改性和共混改性，共混改性因改性膜的性能更加穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單且成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。通常共混改性分為高聚物與陶瓷材料的共混改性、高分子材料與無機(jī)材料的共混改性、高分子材料與高分子材料的共混改性。其中，高分子材料和高分子材料的共混改性的優(yōu)勢(shì)不僅在于保持原材料本身的性能，克服原材料中各自的缺陷，關(guān)鍵還在于能夠調(diào)節(jié)聚合物之間的相容性。高分子材料一般與pvdf相容性較好，采用高分子聚合物共混改性對(duì)膜親水性、純水通量以及抗污染能力提升效果顯著。

4、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(dmc)因穩(wěn)定性高、親水性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在造紙、紡織印染、醫(yī)藥、生物、日用化學(xué)品、水處理等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，然而將dmc應(yīng)用到分離膜中的研究卻鮮有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決pvdf超濾膜強(qiáng)疏水性和易污染技術(shù)問題，而提供了通過堿處理法合成pvdf-g-dmc聚合物以及pvdf/pvdf-g-dmc共混膜的制備方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案：

3、本發(fā)明將親水性的dmc通過堿處理法接枝到pvdf上，改善pvdf自身的疏水性，制備出pvdf-g-dmc聚合物。以pvdf-g-dmc為改性劑，與具有諸多優(yōu)異性能的pvdf膜基底共混，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法(nips)制備出pvdf/pvdf-g-dmc共混膜。

4、本發(fā)明的目的在于提供一種.通過堿處理法合成pvdf-g-dmc聚合物，包括以下步驟：

5、步驟一、在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將聚偏氟乙烯(pvdf)溶于n-甲基吡咯烷酮(nmp)中，再加入四甲基氫氧化銨(tmah)，將整個(gè)體系加熱至60℃保持30min，真空干燥，完成pvdf的堿化；

6、步驟二、將過氧苯甲酰(bpo)溶于二甲基亞砜(dmso)中，再將其倒入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(dmc)和堿化后的pvdf中，在100℃下攪拌48h后停止反應(yīng)；

7、步驟三、待反應(yīng)體系降至室溫，用甲醇和去離子水交替洗滌多次后真空干燥，制得pvdf-g-dmc聚合物。

8、進(jìn)一步地限定，步驟一中，將3g聚偏氟乙烯(pvdf)溶于20mln-甲基吡咯烷酮(nmp)中，再加入0.9ml四甲基氫氧化銨(tmah)。

9、進(jìn)一步地限定，步驟二中，將0.4g過氧苯甲酰(bpo)溶于15ml二甲基亞砜(dmso)中，再將其倒入4.5ml甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(dmc)和3g堿化后的pvdf中。

10、進(jìn)一步地限定，步驟二中，在100℃下真空干燥3h；

11、進(jìn)一步地限定，步驟三中，在100℃下真空干燥12h。

12、本發(fā)明的聚合物pvdf-g-dmc的合成反應(yīng)原理如下：

13、

14、本發(fā)明的目的在于提供一種pvdf/pvdf-g-dmc共混膜的制備方法，所述方法是按下述步驟進(jìn)行的：

15、步驟1、將pvdf、上述方法制備的pvdf-g-dmc分別干燥；

16、步驟2、將步驟1處理的pvdf-g-dmc聚合物置于n,n-2-甲基甲酰胺(dmf)中并進(jìn)行超聲分散，待其完全溶解后加入到pvdf和聚乙烯吡咯烷酮(pvp)混合溶液中，恒溫加熱直至形成透明、均一的鑄膜液，靜置脫泡，得到鑄膜液；

17、步驟3、將鑄膜液均勻地澆鑄在光滑潔凈的玻璃板上，勻速刮膜，靜置一段時(shí)間，待鑄膜液在玻璃板上延流均勻后將其垂直置于去離子水中，相轉(zhuǎn)化成膜，將膜浸泡在去離子水中，以去除膜表面及膜孔道中的殘余溶劑。

18、進(jìn)一步地限定，步驟2中，將0.1g步驟1處理的pvdf-g-dmc聚合物置于10mln,n-2-甲基甲酰胺(dmf)中并進(jìn)行超聲分散，待其完全溶解后加入到13gpvdf和0.9g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)混合溶液中。

19、進(jìn)一步地限定，步驟2中，在60℃-80℃下恒溫加熱6h-10h。

20、進(jìn)一步地限定，步驟3中，浸泡時(shí)間為24小時(shí)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、當(dāng)pvdf含量為13wt.％、pvp含量為0.9wt.％、pvdf-g-dmc含量為1wt.％、攪拌時(shí)間為8h、攪拌溫度為70℃。該條件下pvdf/pvdf-g-dmc共混膜的水通量為353.63l/m2·h，截留率為90.61％，平均孔徑為64.24nm，孔隙率為61.71％。

23、與pvdf超濾膜相比pvdf/pvdf-g-dmc共混膜的水接觸角降低6.17°，親水性能顯著提高。pvdf/pvdf-g-dmc共混膜的抗拉強(qiáng)度為2.86n/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為46.67％，滿足力學(xué)性能要求。在酸液、堿液中浸泡四周后pvdf/pvdf-g-dmc共混膜水通量的下降程度均小于pvdf超濾膜，耐酸堿性能得到改善。pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)bsa的吸附量較小，通量恢復(fù)率較高(72.39％)，抗污染性能較好。通過多次循環(huán)過濾后pvdf/pvdf-g-dmc共混膜水通量仍比pvdf超濾膜高134.25l/m2·h，長(zhǎng)期穩(wěn)定性能良好。

24、pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)cr、mb、nr的通量均高于pvdf超濾膜，分別為200.42l/m2·h、246.28l/m2·h、287.05l/m2·h；pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)cr、mb、nr染料的截留率均高于pvdf超濾膜，分別為89.15％、70.99％、62.5％，對(duì)于染料水溶液的過濾效果更佳。pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)cr、mb、nr染料的吸附量始終小于pvdf超濾膜；pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)cr、mb、nr染料通量恢復(fù)率均高于pvdf超濾膜，分別為72.46％、82.86％、91.95％，經(jīng)改性的pvdf/pvdf-g-dmc共混膜抗染料污染效果更高。多次循環(huán)過濾后，pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)cr、mb、nr的通量變化比pvdf超濾膜小，經(jīng)改性的pvdf/pvdf-g-dmc共混膜對(duì)于處理染料水溶液的長(zhǎng)期穩(wěn)定性更好。

25、pvdf-g-dmc的加入綜合提高了pvdf/pvdf-g-dmc共混膜過濾性能、親水性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能、抗污染性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性能，并且對(duì)染料處理效果較好，有望成為綜合性能優(yōu)良并能夠長(zhǎng)時(shí)間投入使用的新型分離膜。

26、為了能夠更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明詳細(xì)說明與附圖，然而所附的附圖僅提供參考和說明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。