負(fù)載β?FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負(fù)載β?FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜及其制備方法，其中該光催化復(fù)合納濾膜是先通過多巴胺與聚乙烯亞胺在多孔支撐膜上共沉積形成含有分離功能皮層的交聯(lián)納濾膜，再在分離功能皮層上負(fù)載β?FeOOH納米晶體而獲得。負(fù)載的β?FeOOH納米晶體在雙氧水存在下可促進(jìn)光催化氧化反應(yīng)，降解廢水中或附著在復(fù)合膜表面的有機(jī)污染物，不但有利于實(shí)現(xiàn)含污染物廢水的全無害化處理，還能降低膜表面的污染，實(shí)現(xiàn)膜表面自清潔，提高復(fù)合納濾膜的分離效率和使用壽命。
【專利說明】
負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及納濾膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合 納濾膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水資源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來，隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)的繁榮，水 污染問題日益威脅到人類的生存和發(fā)展。其中，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的含染料廢水因其COD濃度 高，有機(jī)組分大多以芳烴及雜環(huán)化合物為母體，并朝著抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向發(fā) 展，大大增加了廢水處理的難度。
[0003] 納濾膜興起于1980年代，填補(bǔ)了超濾膜和反滲透膜之間應(yīng)用領(lǐng)域的空白，受到膜 科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。根據(jù)定義，納濾膜具有納米級(jí)孔道，分離機(jī)理主要包括孔徑篩分效應(yīng) 和電荷排斥效應(yīng)，這兩種作用結(jié)合使得納濾膜具有高離子選擇性，能夠精確分離不同分子 量的有機(jī)小分子，同時(shí)具有高通量和低壓操作的優(yōu)點(diǎn)。由于染料廢水中染料和鹽濃度高，采 用反滲透膜處理技術(shù)時(shí)能源消耗大，而納濾膜可以克服這些缺點(diǎn)，從而引發(fā)了納濾膜應(yīng)用 于可溶性染料廢水處理的廣泛研究，逐漸將之應(yīng)用于含染料污水凈化、染料濃縮、染料脫鹽 等領(lǐng)域。
[0004] 雖然納濾技術(shù)凈化含染料廢水具有脫色率高、COD脫除率高和出水水質(zhì)優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)， 但由染料富集和粘附造成的納濾膜表面的污染極大地影響其分離效率和使用壽命，是納濾 膜分離技術(shù)處理此類廢水的過程中存在的最大問題之一。研究者一般通過一系列物理和化 學(xué)方法降低膜污染或恢復(fù)被污染膜的性能，如膜表面親水化改性、被污染膜表面物理沖洗 和化學(xué)分解等，但一般都需要消耗額外的能量和試劑，過程復(fù)雜，效率低下，容易損傷膜本 體，并易造成二次污染，這些都嚴(yán)重影響了濾膜的使用效率和壽命。
[0005] 光催化技術(shù)是在20世紀(jì)70年代誕生的基礎(chǔ)納米技術(shù)，能將水中許多有機(jī)物徹底分 解，還能將一些重金屬離子光催化還原，具有能耗低、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和無二次污染 和分解速度快等優(yōu)點(diǎn)。β-FeOOH是其中一種光催化劑，在光照條件下輔以氧化氫(H 2O2)可進(jìn) 行光催化氧化過程。該過程中能生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機(jī)物 生成有機(jī)自由基使之結(jié)構(gòu)破壞，最終氧化分解。光-芬頓氧化法可有效地處理含硝基苯等有 機(jī)物的廢水以及用于廢水的脫色和除臭。將光催化劑直接負(fù)載于分離膜上，將催化技術(shù)與 膜分離技術(shù)結(jié)合，在分離過程中同時(shí)催化降解掉水中的有機(jī)污染物，為解決納濾膜的污染 問題提供新了方向：一方面，可以在太陽光照下將過濾后膜表面富集的染料降解，實(shí)現(xiàn)膜的 自清潔，恢復(fù)濾膜性能;另一方面，在過濾過程中光照降解染料，更加高效的實(shí)現(xiàn)分離，并進(jìn) 一步實(shí)現(xiàn)污染廢水的全無害化處理和排放。因此，將FeOOH納米晶體負(fù)載于納濾膜表面，能 夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合納濾膜的光催化功能化。
[0006] 公開號(hào)為CN102218319B的中國專利文獻(xiàn)公開了一種負(fù)載型FeOOH催化劑的制備方 法及其電類芬頓廢水處理體系。該方法中以活性炭為載體，催化劑活性組分由α-FeOOH和β-FeOOH混相組成。在外加電場(chǎng)條件下，負(fù)載型FeOOH催化劑與過氧化氫構(gòu)成異相電類芬頓氧 化體系，高效去除水中的有機(jī)污染物。該發(fā)明中的催化劑雖然可回收，但回收過程中仍需要 分離過程，操作繁瑣。
[0007] 公開號(hào)為CN102218319A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種利用ZnO/Ti〇2薄膜和納米線 結(jié)構(gòu)制備FeOOH催化劑的方法。其中，F(xiàn)eOOH催化劑直接在納米線表面生長，形成緊密接觸且 包裹性很好的三維核殼納米線結(jié)構(gòu)。該方法實(shí)現(xiàn)了催化劑的負(fù)載，避免了催化劑的后續(xù)分 離過程，但薄膜本身未實(shí)現(xiàn)分離，不能用于構(gòu)建光催化膜反應(yīng)器。
[0008] 公開號(hào)為CN101497003B的中國專利文獻(xiàn)公開了一種多功能光催化復(fù)合陶瓷分離 膜的制備方法和應(yīng)用。該發(fā)明以多孔陶瓷膜基體為載體，通過溶膠凝膠技術(shù)制備了孔徑為 100-1900nm的銀-二氧化鈦/羥基磷灰石光催化復(fù)合套瓷分離膜。該發(fā)明提高了復(fù)合膜分 離、光催化降解和滅菌性能，將膜分離、光催化與滅菌三個(gè)單元結(jié)合在了一起，但是制備過 程需要高溫焙燒，且只能以多孔陶瓷膜為基體，不適用于聚合物膜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明提供負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜及其制備方法，該復(fù)合納 濾膜不但能實(shí)現(xiàn)廢水的全無害化處理，還能降低膜表面的污染，實(shí)現(xiàn)膜表面自清潔。
[0010]本發(fā)明提供了一種負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜，該光催化復(fù)合納 濾膜是先通過多巴胺與聚乙烯亞胺在多孔支撐膜上共沉積形成含有分離功能皮層的交聯(lián) 納濾膜，再在分離功能皮層上負(fù)載β-FeOOH納米晶體而獲得。
[0011] 本發(fā)明還提供了該光催化復(fù)合納濾膜的制備方法，包括以下步驟：
[0012] (1)將多孔支撐膜浸入多巴胺和聚乙烯亞胺按一定比例溶于緩沖液配制成的共沉 積溶液中，在I〇~50 °C下震蕩1~10小時(shí)，得到改性超濾膜；
[0013] 所述的多巴胺為多巴胺鹽酸鹽;聚乙烯亞胺質(zhì)均分子量為600~750000;緩沖溶液 為pH = 8.5的Tris緩沖溶液;共沉積溶液中多巴胺的濃度為0.5~100mg/mL，聚乙烯亞胺的 濃度為〇 · 5~100mg/mL;
[0014] 聚乙烯亞胺的分子量將影響到共沉積速率，進(jìn)而影響到復(fù)合納濾膜的通量和截留 性能。當(dāng)聚乙烯亞胺分子量過大時(shí)，會(huì)一定程度上抑制多巴胺的自聚，進(jìn)而降低沉積速率， 需延長沉積反應(yīng)時(shí)間。作為優(yōu)選，所述的聚乙烯亞胺質(zhì)均分子量為600~2000。最優(yōu)選的，所 述的聚乙稀亞胺質(zhì)均分子量為600。
[0015]多巴胺和聚乙烯亞胺的濃度會(huì)影響到沉積速率和沉積后氨基的剩余量，進(jìn)而影響 到交聯(lián)效果和復(fù)合納濾膜的水通量和截留性能。隨著多巴胺濃度的增大，多巴胺的氧化自 聚加快，沉積速率提高;隨著聚乙烯亞胺濃度的增大，由于與多巴胺發(fā)生邁克爾加成和席夫 堿反應(yīng)而阻止多巴胺自聚，會(huì)降低沉積速率，但沉積后氨基比例增加，有利于交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn) 行。作為優(yōu)選，共沉積溶液中多巴胺的濃度為1~4mg/mL，聚乙烯亞胺的濃度為1~4mg/mL。
[0016] 本發(fā)明所使用的多孔支撐膜為親水性多孔膜，作為優(yōu)選，所述的多孔支撐膜為聚 砜超濾膜、聚醚砜超濾膜、聚丙烯腈超濾膜、水解聚丙烯腈超濾膜、醋酸纖維素超濾膜中的 一種。最優(yōu)選的，所述的多孔支撐膜為水解聚丙烯腈超濾膜。
[0017] 作為優(yōu)選，所述的水解聚丙烯腈超濾膜通過堿溶液水解聚丙烯腈超濾膜得到；水 解方法為:將聚丙烯腈超濾膜浸入到質(zhì)量百分比濃度為2~20%的氫氧化鈉溶液中，40~75 °C下反應(yīng)0.5~2小時(shí)，隨后用濃度為0.5~5mol/L的鹽酸溶液浸泡中和8~12小時(shí)，用去離 子水沖洗至中性，得到水解聚丙烯腈超濾膜。
[0018] (2)將改性超濾膜浸入交聯(lián)劑溶液中，在30~80°C水浴中反應(yīng)5~500分鐘，得到交 聯(lián)納濾月吳；
[0019] 所述的交聯(lián)劑為氨基交聯(lián)劑，交聯(lián)劑溶液的溶劑為乙醇，交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)劑的 質(zhì)量百分比濃度為〇. 1~20% ;本發(fā)明所述的氨基交聯(lián)劑是指具有能與氨基反應(yīng)的官能團(tuán) 的交聯(lián)劑。
[0020] 作為優(yōu)選，所述的氨基交聯(lián)劑為甲苯二異氰酸酯、環(huán)氧氯丙烷、戊二醛中的至少一 種?？紤]到試劑毒性和操作的簡(jiǎn)便性，最優(yōu)選為戊二醛。
[0021 ]由于交聯(lián)劑濃度較低時(shí)交聯(lián)反應(yīng)速率較慢，且氨基易反應(yīng)不完全;而交聯(lián)劑濃度 過高時(shí)，氨基不能完全消耗交聯(lián)劑造成浪費(fèi)和污染，作為優(yōu)選，交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)劑的質(zhì)量 百分比濃度為〇. 5~5%。最優(yōu)選的，交聯(lián)劑的質(zhì)量百分比濃度為2%。
[0022]交聯(lián)時(shí)間延長會(huì)提高交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)程度，進(jìn)而提高復(fù)合納濾膜的截留率;但交 聯(lián)時(shí)間過長會(huì)降低復(fù)合納濾膜的制備效率，因此交聯(lián)時(shí)間優(yōu)選為20~60分鐘。最優(yōu)選的，交 聯(lián)時(shí)間為20分鐘。
[0023] (3)將交聯(lián)納濾膜浸入三價(jià)鐵鹽的酸溶液中，30~80 °C水浴中反應(yīng)4~24小時(shí)，在 膜表面水解得到β-FeOOH納米晶體，從而得到負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜； [0024] 三價(jià)鐵鹽的濃度為0.01~5mol/L。
[0025] 作為優(yōu)選，三價(jià)鐵鹽的酸溶液為將三價(jià)鐵鹽溶解于鹽酸溶液中制得，三價(jià)鐵鹽的 酸溶液的pH值為0~7。
[0026] 鹽酸溶液的pH值過低時(shí)，會(huì)抑制鐵離子的水解，降低β-FeOOH納米晶體的生長速 率;而當(dāng)鹽酸溶液的PH值過高時(shí)，鐵離子水解過快，無法生長成完善的納米晶體，而是生成 氫氧化鐵沉淀下來。作為優(yōu)選，酸溶液的pH值為3。
[0027]作為優(yōu)選，三價(jià)鐵鹽為氯化鐵或硫酸鐵，考慮到溶解度和穩(wěn)定性，所述的三價(jià)鐵鹽 為氯化鐵或水合氯化鐵。最優(yōu)選的，為六水合氯化鐵。
[0028]溶液中鐵離子濃度影響β-FeOOH納米晶體的生長速率。鐵鹽濃度過高時(shí)，一方面難 以溶解，另一方面易與水發(fā)生反應(yīng)，不能穩(wěn)定存在，但是較高的濃度有利于β-FeOOH納米晶 體的快速生長。鐵鹽濃度過低時(shí)，溶液中鐵離子濃度較低，β-FeOOH納米晶體生長較慢，降低 復(fù)合納濾膜的制備效率。作為優(yōu)選，三價(jià)鐵鹽的濃度為〇. 05~0. lmol/L。
[0029] 本發(fā)明的負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜可應(yīng)用在含染料或其他有機(jī) 污染物污水的分離和降解領(lǐng)域。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0031 ] (1)本發(fā)明的光催化復(fù)合納濾膜表面負(fù)載了大量的β-FeOOH納米晶體，使得膜表面 的親水性大大提高，增強(qiáng)了復(fù)合膜的滲透性能；負(fù)載的β-FeOOH納米晶體在雙氧水存在下可 促進(jìn)光催化氧化反應(yīng)，降解廢水中或附著在復(fù)合膜表面的有機(jī)污染物，不但有利于實(shí)現(xiàn)含 污染物廢水的全無害化處理，還能降低膜表面的污染，實(shí)現(xiàn)膜表面自清潔，提高復(fù)合納濾膜 的分離效率和使用壽命；
[0032] (2)本發(fā)明的制備方法反應(yīng)條件均很溫和，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)可行；
[0033] (3)通過調(diào)節(jié)共沉積的條件，可以方面的調(diào)節(jié)復(fù)合納濾膜分離層的孔徑和厚度，進(jìn) 而調(diào)控其截留分子量和通量；
[0034] (4)利用多巴胺對(duì)鐵離子的螯合作用，增強(qiáng)了無機(jī)納米粒子與聚合物基底的相互 作用，使催化劑在使用過程中穩(wěn)定的固定在復(fù)合膜表面，使得催化劑不流失、不造成二次污 染，并保證了復(fù)合膜高效的催化性能。
【附圖說明】
[0035]圖1為實(shí)施例1制備的光催化復(fù)合納濾膜的掃描電鏡圖；
[0036]圖2為實(shí)施例1制備的光催化復(fù)合納濾膜截面的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明的負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜是采用多巴胺輔助共沉積法 制備聚合物復(fù)合納濾膜，隨后采用礦化法在上述納濾膜表面固定β-FeOOH納米晶體，構(gòu)建具 有光催化功能的有機(jī)無機(jī)復(fù)合納濾膜。
[0038]制得的光催化復(fù)合納濾膜可用于含染料水溶液的分離和降解，染料為水溶性染 料。
[0039]測(cè)試?yán)械娜玖蠟榧谆{(lán)。具體的測(cè)試方法為:配制200mL濃度為20mg/L的染料水 溶液，用〇. OlM的硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3，并加入20yL雙氧水作為原料液。過濾過程在太陽光 下進(jìn)行，將原料液加入分離裝置的原料液槽中，通過蠕動(dòng)栗壓入濾頭，控制壓力為〇.3MPa， 接取一定體積的濾液，根據(jù)所用時(shí)間可計(jì)算過濾通量：
[0040]
[0041] 其中，F(xiàn)w表示水通量，單位L/(m2 · h);Q表示透過液體積，單位L;A表示膜的有效面 積，單位m2; t表示透過此滲透通量需要的時(shí)間，單位h。
[0042] 毎隔1小時(shí)測(cè)筧一次通量，可計(jì)筧通量的下降率：
[0043]
[0044] 其中，F(xiàn)d表示通量下降率，以百分量表示;FwQ為初始通量，單位L/m 2 · h;Fwt為過濾 操作5小時(shí)后通量，單位L/m2 · h。
[0045] 另分別取3mL原料液和濾液，用紫外-可見分光光度計(jì)檢測(cè)吸光度，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線 得到原料液和濾液中染料濃度，進(jìn)而計(jì)算出截留率。計(jì)算公式如下：
[0046]
[0047]其中，R表示截留率，以白分量表示;CdPCf分別表示滲透液和原料液的染料濃度， 單位mg/L。
[0048] 過濾分離染料溶液后觀察膜表面染料污染情況。
[0049] 通過以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述，但所述實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限 制。
[0050] 實(shí)施例1
[0051] (1)將聚丙烯腈超濾膜浸入濃度為6wt %的氫氧化鈉溶液中，50°C下反應(yīng)Ih，隨后 用lmol/L的鹽酸溶液浸泡中和過夜，最后用去離子水沖洗至中性，得到水解聚丙烯腈超濾 膜。
[0052] (2)稱取適量的多巴胺和聚乙烯亞胺(Mw = 600)溶解在Tris緩沖液中，配制成二者 濃度均為2mg/mL的共沉積溶液，將水解聚丙烯腈超濾膜浸入到共沉積溶液中，25°C震蕩沉 積2小時(shí)后取出，用超純水沖洗5次后放置在超純水中震蕩清洗12小時(shí);然后將膜片浸入到 濃度為2 %的戊二醛的乙醇溶液中，在50 °C水浴中反應(yīng)20分鐘，取出晾干，用超純水沖洗5次 后放置在超純水中震蕩清洗12小時(shí)，得到交聯(lián)納濾膜。
[0053] (3)稱取適量氯化鐵溶解于稀鹽酸中(pH = 3)，配制成濃度為0.05mol/L的溶液，將 交聯(lián)納濾膜浸入其中，在60°C水浴中水解24小時(shí)，取出用超純水沖洗5次后放置在超純水中 震蕩清洗12小時(shí)，即得到負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜。
[0054] 上述方法制備的光催化復(fù)合納濾膜的掃描電鏡圖如圖1所示，其截面的掃描電鏡 圖如圖2所示，由圖1和圖2可以看出，多巴胺與聚乙烯亞胺在多孔支撐膜上共沉積形成分離 功能皮層，分離功能皮層上負(fù)載有β-FeOOH納米晶體。
[0055] 實(shí)施例2~5
[0056]調(diào)節(jié)共沉積溶液中多巴胺和聚乙烯亞胺的濃度，其余條件同實(shí)施例1。
[0057] 測(cè)試?yán)?
[0058]對(duì)實(shí)施例1~5制備的光催化復(fù)合納濾膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果如表1所示。
[0059]表1實(shí)施例1~5制備的光催化復(fù)合納濾膜的測(cè)試結(jié)果
[0062] 由表1中數(shù)據(jù)可知，隨著多巴胺濃度和聚乙烯亞胺濃度的共同增加，光催化復(fù)合納 濾膜的截留率提高，水通量下降。隨著多巴胺比例提高，光催化復(fù)合納濾膜截留率先增大后 減小，多巴胺與聚乙烯亞胺存在優(yōu)化沉積比例，為質(zhì)量比1:1。本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)沉積時(shí) 間調(diào)控納濾膜的分離性能以適用于不同染料溶液的處理。
[0063] 實(shí)施例6~9
[0064] 調(diào)節(jié)多巴胺和聚乙烯亞胺的共沉積時(shí)間，其余條件同實(shí)施例1。
[0065] 測(cè)試?yán)?
[0066] 對(duì)實(shí)施例6~9制備的光催化復(fù)合納濾膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果如表2所示。
[0067] 表2實(shí)施例6~9制備的光催化復(fù)合納濾膜的測(cè)試結(jié)果
[0069] 由表2中數(shù)據(jù)可知，隨著共沉積時(shí)間延長，納濾膜的截留率提高，水通量下降，對(duì)染 料的抗污染能力沒有變化。本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)沉積時(shí)間調(diào)控納濾膜的分離性能以適用于 不同染料溶液的處理。
[0070] 實(shí)施例10~12
[0071 ]調(diào)節(jié)氯化鐵的濃度，其余條件同實(shí)施例1。
[0072] 測(cè)試?yán)?
[0073]對(duì)實(shí)施例10~12制備的光催化復(fù)合納濾膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果如表3所示。
[0074] 弄3窀施例I 0~1 2制客的光催化復(fù)合納濾臘的涮試結(jié)里
[0076] 由表3中數(shù)據(jù)可知，隨著氯化鐵濃度的提高，水解進(jìn)行完全，水通量達(dá)到平衡，截留 率不受影響，在給出的優(yōu)選濃度范圍內(nèi)，納濾膜對(duì)染料的抗污染效果均優(yōu)異。
[0077] 實(shí)施例13~17
[0078] 調(diào)節(jié)氯化鐵的水解時(shí)間，其余條件同實(shí)施例1。
[0079] 對(duì)比例1
[0080] (1)將聚丙烯腈超濾膜浸入濃度為6wt %的氫氧化鈉溶液中，50°C下反應(yīng)Ih，隨后 用lmol/L的鹽酸溶液浸泡中和過夜，最后用去離子水沖洗至中性，得到水解聚丙烯腈超濾 膜。
[0081] (2)稱取適量的多巴胺和聚乙烯亞胺(Mw = 600)溶解在Tris緩沖液中，配制成二者 濃度均為2mg/mL的共沉積溶液，將水解聚丙烯腈超濾膜浸入到共沉積溶液中，25°C震蕩沉 積2小時(shí)后取出，用超純水沖洗5次后放置在超純水中震蕩清洗12小時(shí);然后將膜片浸入到 濃度為2 %的戊二醛的乙醇溶液中，在50 °C水浴中反應(yīng)20分鐘，取出晾干，用超純水沖洗5次 后放置在超純水中震蕩清洗12小時(shí)，得到交聯(lián)納濾膜。得到納濾膜直接用于染料的分離測(cè) 試。
[0082] 測(cè)試?yán)?
[0083]對(duì)實(shí)施例13~17、對(duì)比例1制備的光催化復(fù)合納濾膜進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果如表4所示。
[0084]表4實(shí)施例13~17、對(duì)比例1制備的光催化復(fù)合納濾膜的測(cè)試結(jié)果
[0087] 由表4中數(shù)據(jù)可知，隨著氯化鐵水解時(shí)間的延長，納濾膜的通量提高，截留率不受 影響;納濾膜的抗污染能力提高，水解時(shí)間超過8小時(shí)后抗污染能力達(dá)到優(yōu)異。
[0088] 相比于未負(fù)載納米晶體催化劑的復(fù)合納濾膜，本發(fā)明的光催化復(fù)合納濾膜的抗污 染能力增強(qiáng)，水通量提高。
[0089] 以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是 以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做 的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜，其特征在于，是先通過多巴胺與聚 乙烯亞胺在多孔支撐膜上共沉積形成含有分離功能皮層的交聯(lián)納濾膜，再在分離功能皮層 上負(fù)載β-FeOOH納米晶體而獲得。2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將多孔支撐膜浸入多巴胺和聚乙烯亞胺按一定比例溶于緩沖液配制成的共沉積溶 液中，在10~50 °C下震蕩1~10小時(shí)，得到改性超濾膜； 所述的多巴胺為多巴胺鹽酸鹽;聚乙烯亞胺質(zhì)均分子量為600~750000;緩沖溶液為pH =8.5的Tri s緩沖溶液;共沉積溶液中多巴胺的濃度為0.5~100mg/mL，聚乙烯亞胺的濃度 為0·5~100mg/mL; (2) 將改性超濾膜浸入交聯(lián)劑溶液中，在30~80°C水浴中反應(yīng)5~500分鐘，得到含有分 離功能皮層的交聯(lián)納濾膜； 所述的交聯(lián)劑為氨基交聯(lián)劑，交聯(lián)劑溶液的溶劑為乙醇，交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)劑的質(zhì)量 百分比濃度為0.1~20%; (3) 將交聯(lián)納濾膜浸入三價(jià)鐵鹽的酸溶液中，30~80 °C水浴中反應(yīng)4~24小時(shí)，在膜表 面水解得到β-FeOOH納米晶體，從而得到負(fù)載β-FeOOH納米晶體的光催化復(fù)合納濾膜； 三價(jià)鐵鹽的濃度為0.01~5mol/L〇3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的多孔支撐膜為聚砜超濾膜、聚 醚砜超濾膜、聚丙烯腈超濾膜、水解聚丙烯腈超濾膜、醋酸纖維素超濾膜中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的多孔支撐膜為水解聚丙烯腈超 濾膜。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的水解聚丙烯腈超濾膜通過堿溶 液水解聚丙烯腈超濾膜得到;水解方法為:將聚丙烯腈超濾膜浸入到質(zhì)量百分比濃度為2~ 20 %的氫氧化鈉溶液中，40~75°C下反應(yīng)0.5~2小時(shí)，隨后用濃度為0.5~5mol/L的鹽酸溶 液浸泡中和8~12小時(shí)，用去離子水沖洗至中性，得到水解聚丙烯腈超濾膜。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚乙烯亞胺質(zhì)均分子量為600 ~2000。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，共沉積溶液中多巴胺的濃度為1~ 4mg/mL，聚乙稀亞胺的濃度為1~4mg/mL。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的氨基交聯(lián)劑為甲苯二異氰酸 酯、環(huán)氧氯丙烷、戊二醛中的至少一種，交聯(lián)劑溶液中交聯(lián)劑的質(zhì)量百分比濃度為0.5~ 5%〇9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的三價(jià)鐵鹽的酸溶液的pH值為0 ~7，三價(jià)鐵鹽為氯化鐵或硫酸鐵。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述的三價(jià)鐵鹽的酸溶液中，三價(jià)鐵 鹽的濃度為〇 · 05~0 · lmol/L。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK106039998SQ201610575646
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月18日
【發(fā)明人】徐志康, 呂嫣, 張超, 郭毅, 林福文, 萬靈書
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)