一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚四氟乙烯微孔膜是一种以聚四氟乙烯为主要原料，加入相应的助剂，通过压延、车削、拉伸等技术制备得到具有微孔结构的薄膜。在聚四氟乙烯中的(cf2-cf2)分子链中，c链紧紧地被f原子包围，且c-f键的键能很高，使得聚四氟乙烯具有优异的化学稳定性，因此，聚四氟乙烯微孔膜可耐各种强酸、强碱以及有机溶剂，是膜分离技术的理想基材。

2、多孔二氧化硅微球因二氧化硅是酸性氧化物，不容易与酸发生反应，因此，多孔二氧化硅微球具有良好的耐酸能力。此外，多孔二氧化硅微球的比表面积高、微孔道多等特点，具有良好的吸附性能，在重金属吸附的领域上已得到应用。

3、通过物理或化学连接，将多孔二氧化硅微球与聚四氟乙烯微孔膜复合，以聚四氟乙烯微孔膜为基材，多孔二氧化硅微球为吸附剂，可作为膜分离技术用于吸附重金属，特别是在污酸废水中吸附重金属将更具优势。例如，公布号cn 109012232a公布了一种抗收缩聚四氟乙烯纳滤膜的制备方法，该方法以棒状二氧化硅为骨架，通过界面聚合、交联固化制备得到抗收缩聚四氟乙烯纳滤膜，该聚四氟乙烯纳滤膜可用于截留并分离mg2+。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种对重金属离子吸附效果更好的二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料及其制备方法和应用。

2、为解决以上技术问题，本发明提供一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，包括以下步骤：

3、将氨基聚合物和有机酸溶解在去离子水中以制备黏合剂；

4、将制得的黏合剂涂布在聚四氟乙烯微孔膜的表面后风干一段时间；

5、将多孔二氧化硅微球溶于去离子水；

6、以表面涂有黏合剂的聚四氟乙烯微孔膜为过滤膜，通过抽滤的方法将多孔二氧化硅微球负载在聚四氟乙烯微孔膜的表面，加热固化后即得二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料。

7、优选的，所述聚乙烯亚胺的分子量为5～25w，聚乙烯亚胺和植酸或单宁酸的重量比为(1～4)：2。

8、优选的，聚乙烯亚胺和植酸或单宁酸的混合物与去离子水的重量比为1：(1～3)。

9、优选的，所述表面风干的时间为30min～2h。

10、优选的，所述多孔二氧化硅微球与去离子水的重量比为1：(2～5)。

11、优选的，所述加热固化的温度为80～100℃，固化时间为2～4h。

12、优选的，所述氨基聚合物为聚乙烯亚胺。

13、优选的，所述有机酸为植酸或单宁酸任意一种或两种。

14、本发明的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料，如上述的方法制得。

15、如上述方法制得的二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料在吸附重金属fe(iii)中的应用。

16、现阶段有很多聚四氟乙烯为基底复合二氧化硅的膜材料，但使用这些膜材料吸附重金属却鲜有报道。公布号cn 109012232 a公开的聚四氟乙烯纳滤膜虽然可以截留并分离mg2+，但该材料的侧重点在于抗收缩性能，且使用的棒状二氧化硅仅用作骨架，并非用于吸附。公告号cn 109710979 b公开的微纳多孔聚四氟乙烯基薄膜虽然使用了介孔二氧化硅纳米粒子，但该材料只用作负载和释放药物，并没有用作膜分离材料。公布号cn 103877869 a公开的聚四氟乙烯中空纤维多孔膜也使用了二氧化硅纳米粒子，但该二氧化硅纳米粒子仅仅作为成膜过程中的制孔剂。

17、本发明以聚四氟乙烯微孔膜为基材，将多孔二氧化硅微球负载到聚四氟乙烯微孔膜上，通过多孔二氧化硅微球的吸附性能，实现重金属离子的吸附分离。本发明可将二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的使用范围拓宽至吸附重金属的领域上。

18、本发明提供了一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料及其制备方法和应用，通过黏合剂的作用将多孔二氧化硅微球负载到聚四氟乙烯微孔膜上，通过多孔二氧化硅微球吸附作用和黏合剂氨基与羧基静电相互作用的协同，实现重金属fe(iii)的吸附。

技术特征：

1.一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯亚胺的分子量为5～25w，聚乙烯亚胺和植酸或单宁酸的重量比为(1～4)：2。

3.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：聚乙烯亚胺和植酸或单宁酸的混合物与去离子水的重量比为1：(1～3)。

4.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：所述表面风干的时间为30min～2h。

5.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：所述多孔二氧化硅微球与去离子水的重量比为1：(2～5)。

6.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：所述加热固化的温度为80～100℃，固化时间为2～4h。

7.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：所述氨基聚合物为聚乙烯亚胺。

8.如权利要求1所述的一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，其特征在于：所述有机酸为植酸或单宁酸任意一种或两种。

9.一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料，其特征在于：如权利要求1-8任一项所述的方法制得。

10.如权利要求9所述的二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料在吸附重金属fe(iii)中的应用。

技术总结
本发明公开了一种二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的制备方法，包括以下步骤：将氨基聚合物和有机酸溶解在去离子水中以制备黏合剂；将制得的黏合剂涂布在聚四氟乙烯微孔膜的表面后风干一段时间；将多孔二氧化硅微球溶于去离子水；以表面涂有黏合剂的聚四氟乙烯微孔膜为过滤膜，通过抽滤的方法将多孔二氧化硅微球负载在聚四氟乙烯微孔膜的表面，加热固化后即得二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料。本发明以聚四氟乙烯微孔膜为基材，将多孔二氧化硅微球负载到聚四氟乙烯微孔膜上，通过多孔二氧化硅微球的吸附性能，实现重金属离子的吸附分离。本发明可将二氧化硅改性聚四氟乙烯基膜材料的使用范围拓宽至吸附重金属的领域上。

技术研发人员：周敏,谭善和,唐子伦,李欣原
受保护的技术使用者：广东宏瑞能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7