1.一种光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜:
1)按质量百分比将3%~9%单体丙烯酸和10%~14%的碱化聚偏二氟乙烯、2%~8%的大分子增容剂、1%~5%的无水氯化锂、68%~80%的有机溶剂混合,搅拌、溶解,加入
1%的引发剂,升温聚合、反应,降温,停止聚合,静置脱泡,制得接枝反应混合溶液;
2)将接枝反应混合溶液制备为一定厚度的高分子溶液薄膜,室温下预蒸发,放入凝固浴中,分相处理,去离子水反复清洗,即得到一锅法制备PVDF超亲水性超滤膜;
步骤2,PVDF超亲水性超滤膜界面的仿生矿化:
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;
步骤3,PVDF超滤膜的光-芬顿自清洁:
1)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;
2)将污染后的仿生矿化超亲水性PVDF超滤膜固定在两块中空夹片中,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,反应一定时间完成超滤膜的光-芬顿自清洁过程。
2.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述碱化聚偏二氟乙烯通过下述方法制得: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。
3.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述大分子增容剂为分子量在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。
4.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为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。
5.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述仿生矿化液采用如下方法制备:将三价铁盐溶于浓度为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;
所述三价铁盐为六水合三氯化铁或硫酸铁。
6.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述步骤1-1)中,在60℃下搅拌、溶解,加入引发剂,升温至60℃~90℃聚合;反应1~6h后,降温至40℃,停止聚合,静置脱泡4h;
所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰中的一种。
7.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述步骤1-2)中,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。
8.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,超滤原液通过以下方法制得: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、腐殖酸或海藻酸钠中的一种。
9.根据权利要求1所述的光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,光-芬顿体系溶液为含有浓度为20~200μL/L过氧化氢的、由盐酸配制的pH为2~4的酸性溶液。
10.根据权利要求1所述的一种光-芬顿催化自清洁性超亲水性PVDF超滤膜的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,光催化反应器中所用光源为装有420nm滤光片的300w氙灯;
膜距光源的距离为15-30cm,光催化反应时间为30~120min。