专利名称：一种利用生物制剂进行pva接枝的膜表面亲水改性方法
—种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法技术领域
本发明属于膜材料改性方法领域，特别涉及一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法。
背景技术：
膜分离技术作为一种高效的污水处理技术，具有处理效果好、出水水质稳定、设备简单、占地面积少和操作方便等优点，中空纤维膜由于制作工艺简单、成本低，逐渐成为微滤膜和超滤膜的主流，微滤/超滤的中空纤维膜出水可以满足当前及未来对污水排放标准的要求，在废水资源化成为趋势、污水排放标准越来越严格的当前，无疑具有极强的发展潜力和市场前景。
目前应用在污水处理领域的采用微滤或大孔径超滤膜，这些膜对污水中颗粒、胶体具有良好的拦截作用。但由于目前市场上的膜材质绝大部分为roVF、PES等疏水性物质， 在处理含油废水或者乳化液废水时，往往使膜通量衰减，且难以清洗。PVA是一种非常理想的亲水性高分子材料，由于强度、成本等原因不能成为好的膜材料，但可以作为理想的膜改性材料，但如何使PVA接枝到膜表面一直是研究的热点。最新研究表明，多巴胺在水溶液中可氧化生成聚合多巴胺，该物质可与含氨基或磺酸基的有机物发生共价键反应。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法。该膜改性方法操作简单，在处理含油废水或者乳化液废水有效降低运行费用， 适用于油田、化工、食品加工含油废水或者乳化液污水处理和中水回用；本发明的过滤出水水质安全可靠，可达中水回用水质要求。
一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，包括
(I)将聚乙烯醇PVA和二甲基亚砜DMSO混合后，搅拌下加热至50 60°C，静置过夜， 滴加浓硫酸调节PH至:Γ4，再加入氨基酸，在110 120° C下反应8 16h，然后抽滤、分离提纯，得到聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物；其中聚乙烯醇和氨基酸的摩尔比为1:1 ;
(2)将膜分别在异丙醇和纯水中浸泡，完成浸润处理；
(3)多巴胺加入缓冲溶液中，配制成多巴胺溶液，将上述膜过滤表面与多巴胺溶液接触反应，利用空气进行曝气搅拌反应，水冲洗干净，浸泡，即得涂覆聚合多巴胺的膜；其中膜支撑层不与多巴胺溶液接触；
(4)聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物加入缓冲溶液中，配制成聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物溶液，把涂覆聚合多巴胺的膜浸没在接枝共聚物溶液中，搅拌反应，冲洗干净，密封包装。
所述步骤(I)中的氨基酸为甘氨酸或丙氨酸，聚乙烯醇PVA的分子量范围为 2，000 200，000。
所述步骤(I)中抽滤、分离提纯方法为将反应物减压抽滤，滤液倒入装有丙酮溶液中，立刻有淡黄色沉淀析出，再次减压抽滤，得黄色的固体物，该固体物加热搅拌下溶入 DMSO中，抽滤，母液倒入丙酮中，立刻有固体物析出，再次抽滤，得到黄色固体。
所述步骤(2)中膜为有机超滤膜、有机微滤膜或无机陶瓷微滤膜，
所述有机超滤膜、有机微滤膜的材质为PES、PVC、PS、PVDF或PP。
所述步骤(2)中异丙醇中浸泡时间为O. 5 2小时，纯水中浸泡时间为12 24小时。
所述步骤(3)、(4)中缓冲溶液为Tris-盐酸缓冲溶液，pH值为8. 8。
缓冲溶液制备方法将体积为η升O. lmol/L三羟甲基氨基甲烷溶液与体积O. 17η 升O. lmol/L盐酸混勻并稀释至2n升,加入氢氧化钠溶液,调节pH至8. 8。
所述步骤(3)中多巴胺溶液的浓度为5 10g/L，多巴胺为盐酸多巴胺。
所述步骤(3)中反应时间为O. 5^2小时，反应时间由膜孔径而定，反应原理为
权利要求
1.一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，包括 (1)将聚乙烯醇PVA和二甲基亚砜DMSO混合后，搅拌下加热至5(T60°C，静置过夜，滴加浓硫酸调节PH至:T4，再加入氨基酸，在110 120° C下反应8 16h，然后抽滤、分离提纯，得到聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物；其中聚乙烯醇和氨基酸的摩尔比为1:1 ; (2)将膜分别在异丙醇和纯水中浸泡，完成浸润处理； (3)多巴胺加入缓冲溶液中，配制成多巴胺溶液，将上述膜过滤表面与多巴胺溶液接触反应，利用空气进行曝气搅拌反应，水冲洗干净，浸泡，即得涂覆聚合多巴胺的膜；其中膜支撑层不与多巴胺溶液接触； (4)聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物加入缓冲溶液中，配制成聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物溶液，把涂覆聚合多巴胺的膜浸没在接枝共聚物溶液中，搅拌反应，冲洗干净，密封包装。
2.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(I)中的氨基酸为甘氨酸或丙氨酸，聚乙烯醇PVA的分子量范围为2，000 200，000。
3.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(2)中膜为有机超滤膜、有机微滤膜或无机陶瓷微滤膜。
4.根据权利要求3所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述有机超滤膜、有机微滤膜的材质为PES、PVC、PS、PVDF或PP。
5.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(2)中异丙醇中浸泡时间为0. 5 2小时，纯水中浸泡时间为12 24小时。
6.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(3)、(4)中缓冲溶液为Tris-盐酸缓冲溶液，pH值为8. 8。
7.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(3)中多巴胺溶液的浓度为5 10g/L，多巴胺为盐酸多巴胺。
8.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(3)中反应时间为0. 5^2小时。
9.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(3)中在乙醇中浸泡，浸泡时间为2(T30min。
10.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(4)中聚乙烯醇和氨基酸接枝共聚物溶液的浓度为lg/L。
11.根据权利要求1所述的一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，其特征在于所述步骤(4)中反应温度为6(T80°C，反应时间为0. 5^2小时，用质量分数为·0.02%叠氮化钠溶液冲洗干净。
全文摘要
本发明涉及一种利用生物制剂进行PVA接枝的膜表面亲水改性方法，包括(1)将膜分别在异丙醇和纯水中浸泡，完成浸润处理；(2)将上述膜过滤表面与多巴胺溶液接触反应，利用空气进行曝气搅拌反应，水冲洗干净，浸泡，即得涂覆聚合多巴胺的膜；(3)把涂覆聚合多巴胺的膜浸没在接枝共聚物溶液中，搅拌反应，冲洗干净，密封包装。本发明适用于平板膜、中空纤维膜和管式膜的表面改性；本发明只是在膜表面涂覆改性，不改变膜的本身结构，且操作简单，易于工业化生产；本发明在处理含油废水或者乳化液废水的处理中效果尤其明显；本发明的过滤出水水质安全可靠，可达中水回用水质要求。
文档编号C02F1/44GK102974238SQ20121043512
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者李方, 杨林明, 黄礼超, 朱云锋, 潘婷, 李勇, 汪帅 申请人:东华大学