[發明專利]一種基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的制備及其應用

有效

• 申請號: 202110047644.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112827366B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 劉艷彪;鄭文天;胡雪梅;李方;楊波;郭東麗;李墨華;靳麗敏;任伊凡;伍皖湘;李若
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/02;B01D71/36;C02F1/461;C02F1/467;C02F101/30
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：用濃硝酸處理原始多壁碳納米管，將羧基官能團引入碳納米管表面，得到CNT-COO^-；

步驟2：將CNT-COO^-溶于1-甲基-2-吡咯烷酮中超聲，使之分散均勻；

步驟3：將步驟2得到的分散液真空抽濾到聚四氟乙烯支撐膜上，制得CNT-COO^-膜；

步驟4：用CNT-COO^-膜過濾CuCl₂溶液，使Cu²⁺接枝到CNT-COO^-膜的羧基上得到CNT-COOCu²⁺膜，再用去離子水洗滌以去除物理吸附的Cu²⁺；將NaBH₄溶液進一步流過CNT-COOCu²⁺膜以實現Cu²⁺原位還原為Cu⁰，制成nZVC-CNT濾膜。

2.如權利要求1所述的基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的制備方法，其特征在于，所述步驟1中濃硝酸的質量分數為68％，所述原始多壁碳納米管與濃硝酸的比例為250mg：250mL。

3.如權利要求1所述的基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2中CNT-COO^-與1-甲基-2-吡咯烷酮的比例為20-30mg：40-50mL；所述超聲的工藝參數為：超聲功率50-200W，超聲時間30-50min。

4.如權利要求1所述的基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的制備方法，其特征在于，所述步驟4中CuCl₂溶液中的CuCl₂和NaBH₄溶液中的NaBH₄的摩爾比為2:5。

5.一種基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的電催化過濾系統，其特征在于，包括一側設有進水口、另一側設有出水口的殼體，所述殼體內設有陽極和陰極，所述陽極為多孔鈦片，所述陰極為權利要求1-4中任意一項所述的基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的制備方法所制得的nZVC-CNT濾膜，所述陰極靠近進水口的一側設有用于連接陰極的鈦環連接器，所述陰極與陽極之間設有絕緣硅膠分離器。

6.權利要求5所述的基于納米零價銅改性碳納米管濾膜的電催化過濾系統在降解水體中有機污染物中的應用。

7.如權利要求6所述的應用，其特征在于，具體方法為：將含有機污染物和單過氧硫酸鹽的水體以0.5-1.5mL/min的流速從所述電催化過濾系統的進水口通入，在外加電壓的條件下，所述有機污染物在nZVC-CNT濾膜的作用下進行降解。

8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，所述外加電壓為0.5-1.5V。

9.如權利要求6-8中任意一項所述的應用，其特征在于，所述水體的pH值為6.5。

10.如權利要求6-8中任意一項所述的應用，其特征在于，所選有機污染物包括亞甲基藍、剛果紅、甲基橙、四環素和雙酚A中的至少一種。