[發明專利]一種聚吡咯導電膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011294636.3
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112546882B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 孫境求;胡承志;馬百文;戚菁;曲久輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01D71/62
• 分類號: B01D71/62;B01D67/00;C02F1/44;C02F1/461;C08G73/06;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 劉瑩

本發明屬于水處理膜技術領域，尤其涉及一種導電膜及其制備方法和應用。該制備方法包括如下步驟：將待處理膜片至于0.5～3mol/L的氯化鐵溶液中，取出擦干表面多余的溶液后，置于1mL吡咯液體在負壓為?70kPa～?95kPa時形成的蒸汽中，進行聚合反應，5～30min后，得到負載聚吡咯的導電膜。該導電膜可用于催化氧化過硫酸鹽降解污染物及催化溶解氧降解污染物，具有優異的膜污染控制性能同時不影響膜通量。

技術領域

本發明屬于水處理膜技術領域，尤其涉及一種聚吡咯導電膜及其制備方法和應用。

背景技術

目前，導電復合材料應用廣泛，而導電濾膜作為一種特殊的導電復合材料，廣泛應用于水處理技術領域。現有導電濾膜制備方法較多，例如，可對制膜原料進行改性，使得成膜具有導電性，但該方法工藝復雜，成本高。還可利用涂覆、接枝等手段將導電物質負載于膜表面，該法雖能夠達到導電效果，但過程中易引起不同程度的膜孔堵塞，導致膜通量下降，降低導電濾膜的綜合性能。

研究人員曾在膜表面負載聚吡咯提高膜的導電性，如CN108744989A公開了一種高通量聚吡咯摻雜高聚物導電超濾膜制備方法，將高聚物前體物、吡咯單體、氧化劑反應制成鑄膜液后，刮制出平板膜，再將平板膜浸入去離子水中，通過相轉化方式得到導電超濾膜，但該膜截留后通量恢復率最高僅可達70％左右。

發明內容

本發明提出一種聚吡咯導電膜及其制備方法和應用，綜合考慮膜制備工藝的影響因素，提出的制備方法可使得聚吡咯導電膜具有導電性的同時賦予其高膜通量。

本發明提出一種聚吡咯導電膜的制備方法，包括如下步驟：

將待處理膜片至于0.5～3mol/L的氯化鐵溶液中，取出擦干表面多余的溶液后，置于1mL吡咯液體在負壓為-70kPa～-95kPa時形成的蒸汽中，進行聚合反應，5～30min后，得到負載聚吡咯的導電膜。

進一步地，氯化鐵溶液的濃度為1mol/L，聚合反應的時間為30min，置于1mL吡咯液體在負壓為-95kPa時形成的蒸汽中。

進一步地，聚合反應的溫度為0～25℃。

進一步地，所述待處理膜片為非導電膜片。

本發明還提出上述任一所述的制備方法制備得到的聚吡咯導電膜。

本發明還提出上述任一聚吡咯導電膜在催化氧化過硫酸鹽降解污染物中的應用。

進一步地，將導電膜作為陰極板，與電源負極相連，陽極板與電源正極相連；

導電膜膜上采用錯流過濾或死端過濾的方式進行過濾，在電壓的作用下，導電膜表面發生電化學反應，實現催化氧化過硫酸鹽降解污染物。

進一步地，所述過硫酸鹽包括過硫酸銨，過硫酸鈉，過硫酸鉀，過一硫酸氫鉀。

進一步地，所述陽極板為鈦板；所述陽極板與導電膜平行設置；

所述電壓為0～10V。

本發明還提出上述任一導電膜在催化氧化溶解氧降解污染物中的應用。

本發明具有以下優勢：

(1)本發明提出的聚吡咯導電膜的制備方法，采用氣相聚合法，綜合考慮膜制備工藝的影響因素，實現聚吡咯精確調控，所得膜具有導電性的同時，具有較大的膜通量，最高可達2766.55L m^-2h^-1bar^-1。

(2)本發明首次提出聚吡咯導電膜可有效催化氧化過硫酸鹽降解污染物，為溶液中污染物的去除提供了新思路。

附圖說明