[發(fā)明專利]一種具有光催化自清潔性能的聚偏氟乙烯混合基質(zhì)膜及其制備方法與應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112121648A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳桂娥;陳鎮(zhèn);謝煥銀;李怡靜;萬佳俊;劉連靜;汪洋;許振良
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00;B01D65/02
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發(fā)明涉及一種具有光催化自清潔性能的聚偏氟乙烯混合基質(zhì)膜及其制備方法與應(yīng)用，制備方法包括：將SnO₂?Cu₂O納米復(fù)合材料與聚偏氟乙烯混合并配制得到鑄膜液，之后通過非溶劑致相分離法制得聚偏氟乙烯混合基質(zhì)膜；該混合基質(zhì)膜可用于提高催化膜反應(yīng)器裝置的抗有機污染物性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將SnO₂?Cu₂O以添加劑的形式加入聚偏氟乙烯鑄膜液，通過引入無機納米粒子共混法和NIPS法改性PVDF膜，不僅使得復(fù)合膜機械強度提高，同時親水性也得到大幅增強，并具有更好的抗污染能力和截留性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有光催化自清潔性能的聚偏氟乙烯混合基質(zhì)膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是水污染控制工程領(lǐng)域的優(yōu)選技術(shù)之一，由于其成本低、出水水質(zhì)好、集約化程度高、設(shè)備簡單、操作方便，被廣泛應(yīng)用于飲用水凈化和污廢水處理及再利用中。然而膜污染現(xiàn)象，尤其是有機物污染，往往造成膜通量的衰減、運行成本的增加和膜使用壽命的縮短，從而成為膜分離技術(shù)在飲用水及污、廢水處理中廣泛應(yīng)用的主要障礙。

聚偏氟乙烯(PVDF)是偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，具有良好的耐化學腐蝕性、耐高溫性、耐輻射性和易成膜等特性，作為一種典型的超濾膜材料被廣泛地應(yīng)用于各種水處理領(lǐng)域，如生活污水處理、工業(yè)廢水處理等。然而，PVDF膜材料的表面能低，與水之間的親和力差，蛋白質(zhì)或油類等疏水性有機污染物極易吸附到膜表面而導(dǎo)致膜污染，從而影響膜的經(jīng)濟性與可靠性，制約PVDF膜材料的發(fā)展、應(yīng)用及推廣。已知可通過物理和化學手段來改善PVDF膜的抗污染性，改性方法主要可分為膜表面改性和膜材料改性兩大類。膜材料改性又可以分為膜材料化學改性和共混改性，后者由于其操作簡單，親水性基團不易脫落，便于大規(guī)模推廣，是近年來研究的熱點。

光催化技術(shù)是近年來水處理領(lǐng)域中較為新興、高效、環(huán)保的技術(shù)手段，該技術(shù)利用可再生的光能產(chǎn)生活性基團來實現(xiàn)對水中有機污染物的降解。因此，將光催化技術(shù)與膜改性技術(shù)相結(jié)合，形成復(fù)合光催化分離改性膜，能有效提高膜的自清潔能力、親水性能和截留特性。光催化與膜分離耦合的技術(shù)正逐步應(yīng)用于膜分離研究中，中國專利CN103881122B公布了一種高可見光催化活性的聚氯乙烯/納米二氧化錫復(fù)合膜的制備方法，該膜原料來源廣泛，制備方法簡單，所得復(fù)合膜在可見光下具有優(yōu)異的光催化活性及穩(wěn)定性，且極易從降解液中分離回收，適宜于工業(yè)化應(yīng)用。但是該方法制備得到的膜對有機污染物二甲戊靈的抗污染性不足，截留效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種具有光催化自清潔性能的聚偏氟乙烯混合基質(zhì)膜及其制備方法與應(yīng)用，用于解決聚偏氟乙烯膜的膜污染問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種具有光催化自清潔性能的聚偏氟乙烯(PVDF)混合基質(zhì)膜的制備方法，包括：將SnO₂-Cu₂O納米復(fù)合材料與聚偏氟乙烯混合并配制得到鑄膜液，之后通過非溶劑致相分離法(NIPS)制得聚偏氟乙烯混合基質(zhì)膜。

進一步地，所述的SnO₂-Cu₂O納米復(fù)合材料的制備方法包括：將銅鹽、錫鹽及鹽酸配制成混合溶液，并調(diào)節(jié)pH至7-12，之后加入還原劑并在室溫下進行反應(yīng)，所得產(chǎn)物依次經(jīng)過離心、洗滌、干燥、煅燒過程后，即得到所述的SnO₂-Cu₂O納米復(fù)合材料。

進一步地，所述的銅鹽包括氯化亞銅，所述的錫鹽包括氯化亞錫；

所述的銅鹽與錫鹽的摩爾比為(1-4):(0.1-2)；

所述的鹽酸的加入量為10-30mL/mol Cu，鹽酸濃度為30-40mol/L；