[發(fā)明專利]一種g-C3N4/BiOI-pDA@PVDF光催化膜的仿生構(gòu)建方法及其用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910361491.5
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110075923A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭健;吳瑾瑜;蘭義營;崔顏華;李彬榕;孟敏佳
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;B01J35/02;B01J35/10;C02F1/30;C02F101/38;C02F101/34
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本發(fā)明屬環(huán)境功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種g?C₃N₄/BiOI?pDA@PVDF光催化膜的仿生構(gòu)建方法及其用途。本發(fā)明通過以聚多巴胺(pDA)改性PVDF粉末，采用冷凍澆鑄法制備光催化膜，并用于去除溶液中的四環(huán)素(TC)。通過研究改性的PVDF粉末能有效的解決光催化劑與膜相容性問題，并進一步提高了g?C₃N₄/BiOI?pDA@PVDF光催化膜的催化性能。采用冷凍澆鑄法使膜內(nèi)部形成有序的晶格大孔結(jié)構(gòu)，提高膜通量，提供更多的催化活性位點，有效提高了催化活性。同時將光催化技術(shù)與膜分離技術(shù)結(jié)合制備具有光催化功能的復(fù)合膜有效地減緩了膜污染，便于回收，優(yōu)于粉體催化劑，得到實際性應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬環(huán)境功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特指一種g-C₃N₄/BiOI-pDA@PVDF光催化膜的仿生構(gòu)建方法及其用途。

背景技術(shù)

四環(huán)素(Tetracycline，TC)是一類能抑制細菌和微生物繁殖的化學(xué)物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)治人類和動物的各種細菌感染性疾病，如:支原體性肺炎、革蘭陽性和陰性細菌感染等。然而，隨著TC大量使用，經(jīng)多種途徑持續(xù)排放、累積在水體環(huán)境中，雖然對一些細菌微生物具有一定的抗菌活性，但是它也能誘導(dǎo)產(chǎn)生一些耐藥性細菌，導(dǎo)致耐藥微生物傳播的問題，從而威脅到人類健康和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

目前，研究學(xué)者將光催化技術(shù)與膜分離技術(shù)結(jié)合制備的具有光催化功能的共混膜能有效地去除污染物，綠色環(huán)保。然而，采用傳統(tǒng)共混改性方法制備的光催化膜中的納米光催化劑由于分布不均，而且大量光催化劑嵌入到膜基質(zhì)中，可能導(dǎo)致催化劑的催化活性位點減少，光催化效率降低。另外嵌入膜內(nèi)的光催化劑可能會阻斷膜通道，降低膜的通量。無機催化劑與有機聚合物界面相容性差，如醋酸纖維素(CA)缺乏活性官能團，從而導(dǎo)致膜的光催化活性降低，產(chǎn)生二次污染。因此，進一步提高膜的催化性能迫切需要突破。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出利用聚多巴胺(pDA)改性PVDF粉末，通過冷凍澆鑄法制備共混光催化膜。通過研究改性的PVDF粉末能有效的解決相容性問題，采用冷凍澆鑄法使膜內(nèi)部形成有序的晶格大孔結(jié)構(gòu)，提高膜通量，提供了更多的催化活性位點，有效提高了催化活性。

本發(fā)明的目的是擬用PVDF粉末、DA、g-C₃N₄/BiOI復(fù)合光催化材料制備了一種g-C₃N₄/BiOI-pDA@PVDF光催化膜，并將其應(yīng)用于污染物TC的去除。本發(fā)明利用多巴胺(DA)聚合反應(yīng)生成聚多巴胺(pDA)改性PVDF粉末后通過冷凍澆鑄法制備大孔pDA@PVDF光催化膜。

一種g-C₃N₄/BiOI-pDA@PVDF光催化膜的仿生構(gòu)建方法，包括如下步驟：

(1)類石墨相碳化氮(g-C₃N₄)的制備：

稱取一定質(zhì)量的三聚氰胺于半封閉的坩堝中，過夜烘干，然后用錫紙包好轉(zhuǎn)移至程序升溫馬弗爐中，并以一定的升溫速率加熱至一定溫度下煅燒一定時間，待自然冷卻至室溫后，取出，研磨成粉末狀，得到g-C₃N₄；

(2)復(fù)合光催化劑g-C₃N₄/BiOI的制備：

稱取一定質(zhì)量的五水硝酸鉍(Bi(NO₃)₃·5H₂O)和g-C₃N₄分散于無水乙醇中，超聲處理。然后將一定質(zhì)量的KI溶于去離子水中，在劇烈攪拌下逐滴加入上述混合溶液中。攪拌一定時間后，獲得的溶液轉(zhuǎn)移到高壓釜中水熱反應(yīng)。所得產(chǎn)物離心，洗滌，干燥，得到復(fù)合光催化劑，記為g-C₃N₄/BiOI；