[發明專利]一種聚四氟乙烯超細纖維負載二氧化鈦光催化膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710297904.9
• 申請日: 2017-04-29
• 公開（公告）號: CN107051590A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 邱鴻浩
• 申請（專利權）人: 成都博美實潤科技有限公司
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;C02F1/32;C02F101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光催化領域，具體涉及一種染料廢水光催化降解膜及其制備方法。

背景技術

隨著工業發展，環境問題日益嚴峻，尤其染料廢水污染不斷加劇。傳統的印染廢水處理方法通常有吸附法、化學混凝法、電化學法等，這些方法雖然成本低、操作簡單，但是存在處理周期長、清除不徹底、容易引起二次污染等缺點[1]。

二氧化鈦作為一種半導體材料，當紫外光照射到表面時，半導體顆粒的表面便形成電子–空穴對，銳鈦型二氧化鈦催化活性高，可有效地光催化降解有機污染物、還原重金屬離子、殺滅細菌。PTFE是一種全氟化直鏈線型高分子聚合物，其主鏈為C-C 鍵，側基被F 所取代，C-F 鍵能大，結構十分穩定，具有優異的耐化學腐蝕、耐候性、耐溫性和優良的力學性能、耐老化及抗輻射性等特性。超細纖維材料，尤其是電紡超細纖維，具有比表面積大，強度高的優點。聚四氟乙烯超細纖維負載二氧化鈦光催化膜結合了PTFE和TiO₂的優點，可以有效提高其光催化效率和回收利用率，在反應過程中保持良好的力學性能，避免負載材料催化降解過程中強度下降及變脆等不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚四氟乙烯超細纖維負載二氧化鈦高效光催化降解膜及其制備方法，目的在于高效光催化降解印染廢水，避免二次污染，提高光催化膜的回收利用率。

本發明通過下述技術方案實現：

將聚四氟乙烯溶液和聚乙烯醇水溶液以質量比10:1-20:1配制紡絲液，靜電紡絲參數為：30 kv電壓，接收距離15 cm，擠出速率為2 ml/h，接收盤轉速為200 r/min條件下制備PTFE超細纖維。將鈦前軀體、無水乙酸、無水乙醇按照比值1:2:4的質量配制浸漬液，將PTFE超細纖維置于浸漬液中浸漬，烘干，于馬弗爐中煅燒制得TiO₂/PTFE超細纖維催化膜。

在紫外光照的下，用TiO₂/PTFE超細纖維催化膜光催化降解印染廢水，輻照距離為15-35cm。

所述的PTFE溶液的固含量為60%，聚乙烯醇聚合度為1600-2000，醇解度為88%。

所述的鈦前驅體可以為鈦酸四丁酯可以為鈦酸異丙酯可以為鈦酸正丁酯可以為鈦酸四丁酯與鈦酸異丙酯可以為鈦酸四丁酯與鈦酸正丁酯可以為鈦酸異丙酯與鈦酸正丁酯。

上述PTFE超細纖維置于浸漬液中，浸漬時間為4-9h，烘干后煅燒溫度為400-550℃，煅燒時間為10-20min。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）二氧化鈦顆粒的表面便形成電子–空穴對，可有效地光催化降解有機污染物、還原重金屬離子、殺滅細菌，燒結溫度下生成銳鈦型二氧化鈦，催化活性相比金紅石型二氧化鈦催化活性更高；

（2）PTFE是一種全氟化直鏈線型高分子聚合物，其主鏈為C-C 鍵，側基被F 所取代，C-F 鍵能大，結構十分穩定，具有優異的耐化學腐蝕、耐候性、耐溫性和優良的力學性能、耐老化及抗輻射性等特性，PTFE纖維載體保持了良好力學性能，避免了負載材料催化降解過程中強度下降及變脆等不足；

（3）通過浸漬-燒結方法制備的聚四氟乙烯超細纖維負載二氧化鈦光催化膜具有良好的催化降解性能，有效提高其光催化效率和回收利用率，同時在反應過程中。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的TiO₂/PTFE超細纖維催化膜的TEM圖。

圖2為本發明實施例一的TiO₂/PTFE超細纖維催化膜的降解率隨時間變化圖。

圖3為本發明實施例一的TiO₂/PTFE 超細纖維催化膜的降解率隨循環次數的變化圖。

具體實施方式

實施例1：

配制10%的PVA（聚合度1700，醇解度88%）水溶液；將60%的PTFE乳液與PVA水溶液以質量比15:1配制溶液，紡絲液總溶度為45% 。設置紡絲參數：電壓為30 kV，接收距離為15 cm，擠出速率為2 mL/h，接收盤轉速為200 r/min，最后制得PTFE 超細纖維。將鈦酸四丁酯、無水乙酸、無水乙醇按照比值1:2:4的質量配制浸漬液，將PTFE超細纖維置于浸漬液中浸漬5h，100℃烘干，于馬弗爐中450℃煅燒10min制得TiO₂/PTFE超細纖維催化膜。