本发明涉及材料技术领域，具体是一种PVDF有机膜改性方法。
背景技术：
膜分离技术作为一种新型、高效的流体分离技术，近年来发展迅速，取得令人瞩目的研究成果，在节能减排、清洁生产和循环经济中发挥着重要作用，尤其在水资源利用和环境保护方面的作用更是举足轻重。膜分离技术用于MBR中，可选用的膜材料较多，有聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚乙烯、聚丙稀、聚醚醚酮、聚酰胺等。但目前MBR膜组件中使用量较大的只有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。其中聚偏氟乙烯(PVDF)由于其优良的物理和化学性能(强度和耐腐蚀性)，国内和国外用量均较大。根据所处理的不同类型水的特点，要求所用的高分子膜材料具有良好的热稳定性、化学稳定性、耐酸碱及微生物的侵蚀和耐氧化性；另外，对不同种类的膜有着不同的要求。反渗透、超滤和微滤用膜最好为亲水性膜，以得到高水通量和抗污染能力；电渗析特别强调膜的耐酸碱性和热稳定性。因此，有必要对PVDF有机膜进行改性，使所制备的膜材料具有优良的性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种PVDF有机膜改性方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种PVDF有机膜的改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将碳纳米管与石墨烯按重量比1:1-2加入到溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，在45-60℃温度下超声分散1-3h，形成分散液A；
(2)将PVDF和溶剂聚乙烯基吡咯烷酮按重量比1:8-10混合，形成分散液B，将分散液B加入到分散液A中，控制一定水浴温度经搅拌器搅拌得到铸膜液，置于真空干燥箱中静置脱泡2-3h；
(3)将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发50s，再浸入到凝固浴中浸泡8-16h，得到脱落后的超滤膜；
(4)使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗2-4次，保存在蒸馏水中，得到碳复合材料改性PVDF有机膜。
优选的，所述步骤(1)分散液A中碳纳米管与石墨烯的总质量与溶剂的体积比为(12-15mg)：1mL。
优选的，所述步骤(1)超声功率300-500W。
优选的，所述步骤(2)水浴温度为75-83℃；所述搅拌速度为500-600r/min，搅拌时间3-5h；真空干燥箱温度为20-30℃。
优选的，所述步骤(2)分散液A与分散液B的重量比为1:2。
本发明的有益效果：本发明以碳复合材料碳纳米管和石墨烯来改性PVDF，改善了纳米颗粒在铸膜液中的分散性，从而提高了PVDF超滤膜的性能，解决了纳米颗粒容易发生团聚，在铸膜液中分散性差，所制备出的超滤膜亲水性差，纳米颗粒易堵塞膜孔降低了水通量，易污染的问题；本发明改性PVDF有机膜亲水性增加，使水通量增加，提高了机械性能，改善了抗污染性，增加膜的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例1
一种PVDF有机膜的改性方法，包括以下步骤：
(1)将碳纳米管与石墨烯按重量比1:1加入到溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，在45℃温度下超声分散1h，超声功率300W，形成分散液A，碳纳米管与石墨烯的总质量与溶剂的体积比为12mg：1mL；
(2)将PVDF和溶剂聚乙烯基吡咯烷酮按重量比1:10混合，形成分散液B，将分散液B加入到分散液A中，分散液A与分散液B的重量比为1:2，控制水浴温度为83℃经搅拌器搅拌得到铸膜液，搅拌速度为600r/min，搅拌时间3h，置于20℃的真空干燥箱中静置脱泡3h；
(3)将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发50s，再浸入到凝固浴中浸泡8h，得到脱落后的超滤膜；
(4)使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗2次，保存在蒸馏水中，得到碳复合材料改性PVDF有机膜。
实施例2
一种PVDF有机膜的改性方法，包括以下步骤：
(1)将碳纳米管与石墨烯按重量比1:2加入到溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，在60℃温度下超声分散3h，超声功率500W，形成分散液A，碳纳米管与石墨烯的总质量与溶剂的体积比为15mg：1mL；
(2)将PVDF和溶剂聚乙烯基吡咯烷酮按重量比1:8混合，形成分散液B，将分散液B加入到分散液A中，分散液A与分散液B的重量比为1:2，控制水浴温度为75℃经搅拌器搅拌得到铸膜液，搅拌速度为500r/min，搅拌时间5h，置于30℃的真空干燥箱中静置脱泡2h；
(3)将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发50s，再浸入到凝固浴中浸泡16h，得到脱落后的超滤膜；
(4)使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗4次，保存在蒸馏水中，得到碳复合材料改性PVDF有机膜。
实施例3
一种PVDF有机膜的改性方法，包括以下步骤：
(1)将碳纳米管与石墨烯按重量比1:1.5加入到溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，在53℃温度下超声分散2h，超声功率400W，形成分散液A，碳纳米管与石墨烯的总质量与溶剂的体积比为13mg：1mL；
(2)将PVDF和溶剂聚乙烯基吡咯烷酮按重量比1:9混合，形成分散液B，将分散液B加入到分散液A中，分散液A与分散液B的重量比为1:2，控制水浴温度为78℃经搅拌器搅拌得到铸膜液，搅拌速度为550r/min，搅拌时间4h，置于25℃的真空干燥箱中静置脱泡2.5h；
(3)将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2-0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发50s，再浸入到凝固浴中浸泡12h，得到脱落后的超滤膜；
(4)使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次，保存在蒸馏水中，得到碳复合材料改性PVDF有机膜。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。