1.一种亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,包括以下步骤:(1)通过硅烷偶联剂γ-氯丙基三乙氧基硅烷(KH-230)对二氧化锆(ZrO2)纳米粒子处理,得到表面含氯基团的纳米粒子ZrO2-Cl;(2)通过原子转移自由基聚合(ATRP)法将聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)接枝到ZrO2-Cl纳米粒子上,得到PDMAEMA改性的ZrO2的纳米粒子ZrO2-g-PDMAEMA;(3)以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,ZrO2-g-PDMAEMA和聚乙二醇(PEG)为添加剂,制备亲水化PVDF/ZrO2-g-PDMAEMA杂化分离膜。
2.根据权利要求1所述的亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中KH-230对ZrO2纳米粒子处理方法如下:先将ZrO2纳米粒子超声分散于甲苯溶剂中,加入偶联剂KH-230,反应完成后,产品离心分离、并用无水乙醇和纯水洗涤,在60℃烘箱干燥,得到纳米粒子ZrO2-Cl。
3.根据权利要求1或2所述的亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的ZrO2纳米粒子的添加浓度为10-50 g/L;KH-230的添加量为50-250 g/L;反应时间为8-
24h;反应温度为60-120℃。
4.根据权利要求1所述的亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)中ZrO2-g-PDMAEMA纳米粒子的合成方法如下:称取干燥的ZrO2-Cl纳米粒子浸没于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中,通入氮气并超声分散30min后,将甲基丙烯酰二甲氨基乙酯(DMAEMA)单体,五甲基二乙烯三胺(PMDETA)和氯化亚铜(CuCl)加入混合液中,用反应液用真空泵抽去存在的气体,密封反应器;当反应完成后,产物通过离心分离,并用无水乙醇和纯水洗涤、干燥;最后,得到ZrO2-g-PDMAEMA纳米粒子。
5.根据权利要求4所述的亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,其特征在于,所添加的ZrO2-Cl纳米粒子浓度为10-30g/L;DMAEMA的添加量为2-16 g/L;PMDETA添加量为1-3g/L;
CuCl 添加量为0.9-1.5 g/L;反应温度为60-120℃;反应时间为12-36h。
6.根据权利要求1所述的亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中PVDF/ZrO2-g-PDMAEMA杂化分离膜的制备方法如下:称取ZrO2-g-PDMAEMA纳米粒子浸没于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中并超声分散30min,加入PVDF和PEG,在60℃下搅拌至聚合物完全溶解;铸膜液静置脱泡后,将铸膜液用刮刀刮制平板膜;将初生膜迅速浸没于凝固浴中,当膜完全固化脱离后,取出膜样品;最后将膜样品用纯水冲洗,并保存在纯水中。
7.根据权利要求1或6所述的亲水化聚偏氟乙烯杂化膜的制备方法,其特征在于制膜过程中,ZrO2-g-PDMAEMA纳米粒子添加量为铸膜液总重量的1%-4%;PVDF添加量为铸膜液总重量的10%-15%;所添加的PEG的分子量为8000-20000,添加量为铸膜液总重量的1%-3%。
8.一种亲水化聚偏氟乙烯杂化膜,其特征在于,根据权利要求1-7任一项所述制备方法制得。