[發(fā)明專利]多功能薄膜材料及其制備方法和用途

有效

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• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111715079B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 嘉興市軒禾園藝技術有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D71/68;B01D71/02;C02F1/28;C02F1/30;C02F1/40;C02F1/44;C02F101/20
• 代理公司: 北京國翰知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 李笑磊

本發(fā)明公開了多功能薄膜材料及其制備方法和用途，屬于功能薄膜材料領域，其制備方法包括：提供間歇超聲處理所得的鑄膜液，該鑄膜液中包括催化降解材料潤濕液，上述催化降解材料為氧化石墨烯和二氧化鈦；使鑄膜液于3,4?二甲氧基苯乙胺和6?氨基己酸存在的凝固浴中形成油水分離底膜，上述催化降解材料設置在上述底膜內(nèi)；以及，在上述底膜表面交聯(lián)形成活性親水層，上述親水層為殼聚糖和聚醋酸乙烯酯交聯(lián)層。本發(fā)明提供的制備方法能提升薄膜的親水性，提高膜通量和截留率，降低薄膜的通量下降率，提高通量恢復率；所制薄膜材料能實現(xiàn)油水分離和重金屬吸附的同步性，且能再生循環(huán)使用，實現(xiàn)光催化降解、耐油性、自清潔等多功能效用。

技術領域

本發(fā)明屬于功能薄膜材料領域，具體涉及多功能薄膜材料及其制備方法和用途。

背景技術

廢水排放已經(jīng)是一個世界性問題，這給海洋帶來許多有毒物質(zhì)，通過海洋食物鏈傳遞到從低等植物藻類到高等哺乳動物包括人類的每一物種體內(nèi)，使生物體物種和人類健康受到威脅。而工業(yè)廢水中除了含有不溶性的油，往往還含有大量分散乳液和重金屬離子，由于其毒性和致癌作用，重金屬被認為是威脅健康的“殺手”。

膜分離過程通常在常溫下進行，不產(chǎn)生二次污染，是一種高效節(jié)能的分離凈化技術，已經(jīng)廣泛應用于水凈化與污水資源化處理、化工和醫(yī)藥的物料分離與純化等眾多工業(yè)領域和水凈化、空氣凈化等民生領域。以有機分離膜為代表的膜分離技術作為一種新型的化工流體分離單元操作技術，在環(huán)境保護、傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)工藝技術提升等各方面，作為基礎的共性技術發(fā)揮著重要作用，膜材料則是膜分離技術的核心。

多孔膜是指在膜壁上有數(shù)十納米至數(shù)百納米的貫通孔的一類膜分離材料，多孔膜不僅用于超濾、微濾、透析等透水不透氣的分離過程，還用于膜吸收、膜蒸餾、膜曝氣、膜脫氣、膜結晶等透氣不透水的分離過程，同時，多孔膜還是反滲透、正滲透、納濾、滲透汽化、氣體分離等復合膜的基膜。

在膜分離技術中，傳統(tǒng)的重力驅(qū)動油水分離膜只能分離乳液或不互溶的油水混合物，不能夠分離溶解在溶液中的金屬離子。就現(xiàn)有大多數(shù)的油水分離網(wǎng)膜和吸附材料而言，分離過程和吸附過程均是分別進行的，分離后水需要進行二次處理才能再使用。隨著人口的增加、淡水資源的匱乏和環(huán)保概念的深入人心，需要制備能夠功能匹配、用于去除水中不同狀態(tài)油以及重金屬離子的多功能薄膜材料，且薄膜能夠在使用后實現(xiàn)易清潔、防止油污染、重復循環(huán)使用等功能已成為迫切的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能提升薄膜的親水性，提高膜通量和截留率，降低薄膜的通量下降率，提高通量恢復率；能實現(xiàn)油水分離和重金屬吸附的同步性，且能再生循環(huán)使用，增強光催化降解、耐油性、自清潔等效果的多功能薄膜材料的制備方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采取的技術方案為：

多功能薄膜材料的制備方法，包括：

提供間歇超聲處理所得的鑄膜液，上述鑄膜液中包括催化降解材料潤濕液，上述催化降解材料為氧化石墨烯和二氧化鈦；上述氧化石墨烯的橫向尺寸不大于3μm，上述二氧化鈦為銳鈦礦型，粒徑為5-50nm；

使上述鑄膜液于3,4-二甲氧基苯乙胺和6-氨基己酸存在的凝固浴中形成油水分離底膜，上述底膜基材為雙酚A型聚砜，上述催化降解材料設置在上述底膜內(nèi)；以及，

在上述底膜表面交聯(lián)形成活性親水層，上述親水層為殼聚糖和聚醋酸乙烯酯交聯(lián)層，上述聚醋酸乙烯酯的平均分子量為30000-150000。該制備方法采用了向聚砜膜中負載催化降解材料，并在膜表面形成活性親水層以提升薄膜的親水性，進而提高膜通量和截留率，還能降低薄膜的通量下降率，提高通量恢復率，所制的薄膜實現(xiàn)了油水分離和重金屬吸附的同步性，且能再生循環(huán)使用，還表現(xiàn)出光催化降解、耐化學性、抗污染性、自清潔等多功能化效果。

在一些實施方式中，間歇超聲處理操作條件如下：功率為200-300W，頻率為15-35KHz，每超聲15-25min，暫停3-5min，交替進行。