[發明專利]一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310424586.X
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103447095A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 趙孔銀;馮靈智;陳甜;林貝貝;傅軼凡;李志輝
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/26;C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜，其特征是將光催化劑與海藻酸鈉充分混合配制成鑄膜液，在玻璃板上利用刮膜棒將其刮成均勻的液膜，經過金屬離子交聯劑交聯得到光催化劑/海藻酸鹽復合膜；以該光催化劑/海藻酸鹽復合膜為載體，待降解有機物為模板分子，以硅烷為功能單體和交聯劑，利用硅烷的水解和縮聚反應將模板分子固定在催化劑/海藻酸鹽復合膜表面，隨后洗脫掉模板分子，得到的分子印跡復合膜對待降解有機物即模板分子有專一的吸附和降解能力。

2.一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜，其特征是將表面分子印跡技術與光催化技術相結合，在光催化劑/海藻酸鹽復合膜的表面接枝生成大量粒徑在20nm-30μm的分子印跡聚硅氧烷微球，對待降解有機物具有優先選擇性吸附和降解能力。

3.一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜，其特征是利用催化劑表面的一些親水基團達到與海藻酸鹽的充分混合，利用光催化劑/海藻酸鹽復合膜表面的羥基參與縮聚將分子印跡聚硅氧烷接枝到復合膜上；通過選擇光催化劑的種類，改變光催化劑的含量和粒徑大小來調節復合膜對有機物的催化降解率；通過選擇硅烷的種類，配比和用量調節分子印跡復合膜對模板分子的吸附量和選擇性。

4.一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜，其特征是利用微納米光催化劑增強海藻酸鹽水凝膠的機械性能尤其是抗拉能力，利用海藻酸鹽水凝膠中離子交聯劑輻射時不降解，海藻酸鹽大分子雖然降解但仍然可以形成與降解前差不多強度水凝膠的特點提高了光催化劑/海藻酸鹽復合膜載體的機械性能，進而使以其為載體制備的分子印跡復合膜具有優良的機械性能和重復使用性；利用聚硅氧烷的化學穩定性提高分子印跡復合膜的化學穩定性和重復使用能力。

5.一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜，其特征是該分子印跡復合膜制備工藝簡單，成本低，制備過程無污染物產生，綠色環保，得到的分子印跡復合膜可多次重復使用。

6.一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜的制備和催化降解有機物的方法，其特征是包括以下步驟：

a)稱取1-5g海藻酸鈉，海藻酸鈉質量百分比5％-200％的光催化劑，一起倒入去100ml去離子水中，攪拌溶解，超聲分散均勻，放置于4℃-30℃的密閉容器中靜置消泡后得到鑄膜液；

b)配制金屬離子質量百分比為0.01％-10％的金屬鹽水溶液，作為離子交聯劑；

c)將步驟a)得到的鑄膜液倒入干燥清潔的玻璃片上，用刮膜棒刮出厚度為20-2000μm的均勻的膜，真空脫氣泡，連同玻璃片一起浸泡到步驟b)得到的離子交聯劑溶液中，反應0.1-24h，得到光催化劑/海藻酸鹽復合膜；

d)將0.050-1g光催化劑/海藻酸鹽復合膜放置于10毫升含0.1-1000ppm有毒有害有機物溶液的瓶子中，加熱至80℃-98℃，向該瓶子中加入硅烷和稀鹽酸，繼續保持瓶子溫度在80℃-98℃反應0.5-3h，然后取出該復合膜，先用去離子水沖洗3次，再用乙醇/水混合溶液洗脫掉有毒有害有機物模板，得到光催化降解有機物的分子印跡復合膜；參考上述方法不加模板有機物制備非印跡復合膜并同樣洗脫，得到光催化降解有機物的非印跡復合膜；

e)將步驟d)得到的光催化降解有機物的分子印跡復合膜和非印跡復合膜放置于含有毒有害有機物的水中，光照10-240min，即可吸附降解掉40％-97％的有機物，其中分子印跡復合膜比非印跡復合膜對有機物的光催化降解率多10-38個百分點，將復合膜取出用去離子水沖洗后可以再次重復使用。

7.如權利要求6所述的一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜的制備和催化降解有機物的方法，其特征是所述的光催化劑為二氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、二氧化鋯、硫化鎘、摻雜二氧化鈦中的任意一種或兩種以上混合物，光催化劑的粒徑在5nm-200μm。

8.如權利要求6所述的一種光催化降解有機物的分子印跡復合膜的制備和催化降解有機物的方法，其特征是所述的金屬鹽水溶液為氯化鋅、氯化鋇、氯化鐵、氯化鋁、氯化鈣、硫酸銅、硝酸鈣水溶液中的任意一種或兩種以上混合物。