[發明專利]一種TiO2/含氟聚芳醚砜、制備方法及雜化超濾膜

有效

• 申請號: 201610221424.X
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105694458B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 耿直;楊雪;楊霞;霍明昕;朱遂一;范偉;陳志挺;楊敏;張磊
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C08L81/06
• 分類號: C08L81/06;C08K3/22;C08K5/544;C08G75/23;B01D71/68;B01D67/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 李外

本發明提供一種TiO₂/含氟聚芳醚砜、制備方法及雜化超濾膜，屬于高分子材料技術領域。本發明首先提供一種TiO₂/含氟聚芳醚砜，其結構式如式Ⅰ所示。本發明還提供一種TiO₂/含氟聚芳醚砜的制備方法。本發明還提供上述TiO₂/含氟聚芳醚砜制備得到的雜化超濾膜，該雜化超濾膜具有較優異的分離性能、抗污染性能和自清潔能力，同時該雜化超濾膜在自清潔過程中保持了較強的抗光催化老化的能力，在各類水處理的超濾膜分離技術領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種TiO₂/含氟聚芳醚砜、制備方法及雜化超濾膜。

背景技術

超濾膜分離技術是近些年迅速發展起來的一種新型分離、凈化技術，其在水處理過程中，通過膜表面的微孔截留作用達到分離濃縮水中污染物的目的。超濾膜分離過程一般無相變和二次污染，可在常溫下連續操作，具有能耗低、設備體積小、操作方便、容易放大等優點。隨著超濾膜分離技術在水處理行業中受到人們越來越多的關注，超濾膜材料的研制也變得越來越受重視，目前已有多種超濾膜材料成功地實現了產業化，其中非常有代表性的是聚芳醚砜 (PAES)類超濾膜材料。這類材料最大的優點是成膜性好且機械性能和抗水解性優異、使用壽命長，因此能夠適用于各類污水的超濾處理。然而，超濾膜在使用過程中的膜污染導致其水通量下降，使用壽命縮短，是制約超濾膜分離技術發展的主要瓶頸。光催化氧化技術目前多采用無機光催化劑，具有高效去除水中各類有機污染物且不還原水中礦物質元素的特點。在種類眾多的無機光催化劑中，TiO₂由于本身不溶解于水，無毒無污染，價格便宜，具有較高的光催化活性而備受關注，到目前為止，已發現有3000多種難降解的有機污染物可以在紫外線的照射下，通過TiO₂迅速降解。近年來新興的負載無機光催化劑的聚合物基雜化超濾膜能夠有效地發揮光催化和膜分離技術各自的特點。一方面，超濾膜上負載的光催化劑能夠對造成膜污染的有機物污染進行氧化降解，從而賦予雜化超濾膜自清潔抗污染的能力，緩解其在水處理過程中水通量下降和分離性能降低的問題。另一方面，將光催化劑負載在高分子超濾膜上，解決了粉體光催化劑在使用過程中的二次污染問題。目前，設計制備此類無機/有機雜化超濾膜主要傾向于解決以下三個方面的問題：第一，提高復合膜的光催化效率；第二，減少復合膜中無機光催化劑的脫落和流失；第三，緩解聚合物基體材料由于光催化氧化而加速老化的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種TiO₂/含氟聚芳醚砜、制備方法及雜化超濾膜，該雜化超濾膜在水處理過程中具有較優異的分離性能、抗污染性能和自清潔能力，同時該雜化超濾膜在自清潔過程中保持了較強的抗光催化老化的能力。

本發明首先提供一種TiO₂/含氟聚芳醚砜，其結構如式Ⅰ所示：

式Ⅰ中，m＝0.05，n為聚合度，n＝10～200，代表TiO₂。

優選的是，所述的TiO₂/含氟聚芳醚砜中，TiO₂的質量分數為1％～5％。

本發明還提供一種TiO₂/含氟聚芳醚砜的制備方法，包括：

步驟一：將酚酞啉、六氟雙酚A、4,4’-二氟二苯砜、成鹽劑、反應溶劑和帶水劑混合，得到混合物，將上述混合物在115℃～135℃反應2～5小時，然后在 145～185℃下反應4～10小時，得到含氟聚芳醚砜聚合物基體材料；

步驟二：將步驟一得到的含氟聚芳醚砜聚合物基體材料溶于溶劑中，加入草酰氯在室溫下攪拌24～48小時，然后加入硅烷偶聯劑攪拌4～12小時，再加入 TiO₂攪拌24～48小時，得到TiO₂/含氟聚芳醚砜。