[發(fā)明專利]一種二氧化鈦改性膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113069939B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 楊洋;熊竹
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B01D71/60
• 分類號: B01D71/60;B01D67/00;C02F1/40;D06M11/46;D06M15/37
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發(fā)明公開一種二氧化鈦改性膜及其制備方法，涉及納米材料技術領域。本發(fā)明所述制備方法，包括如下步驟：(1)將聚乙烯亞胺、鹽酸多巴胺溶解于三羥甲基氨基甲烷溶液中，得到聚多巴胺混合分散液；(2)將初始膜材料放入步驟(1)中得到的聚多巴胺混合分散液中浸泡，得到多巴胺改性膜；(3)將納米二氧化鈦、含兒茶酚化合物、含氨基化合物溶解于三羥甲基氨基甲烷溶液中，得到混合分散液；(4)將步驟(2)中得到的多巴胺改性膜放入步驟(3)中得到的混合分散液中浸泡，得到表面有二氧化鈦種子層的膜材料；(5)將步驟(4)中得到的表面有二氧化鈦種子層的膜材料，浸入鈦酸四丁酯和尿素的混合溶液中，反應后得到二氧化鈦改性膜。

技術領域

本發(fā)明涉及納米材料技術領域，尤其是一種二氧化鈦改性膜及其制備方法。

背景技術

在過去的幾十年中，隨著石油產(chǎn)量增加和各種合成產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，導致石油泄露事故和工業(yè)污水排放的增加，自然環(huán)境和生態(tài)受到嚴重污染，這已成為亟待解決的全球性問題。傳統(tǒng)的油水分離方法，如起泡，浮選，蒸餾，撇油，電泳，化學處理和離心分離等，既費時又復雜，而且具有成本高，效率低和回收性差等明顯缺點，嚴重限制了它們的應用范圍。因此，必須開發(fā)新的，高效的，更經(jīng)濟的方法來處理含油廢水的污染。

現(xiàn)在，具有特殊潤濕性或表面結構的膜材料已經(jīng)成為新穎，簡單，低成本且高效的油水分離方法。通過控制表面化學成分、官能團和粗糙度等因素，這些材料可以作為超親水或超親油的功能性材料用于分離不同的水包油或油包水乳液。但是，用于含油廢水處理的膜材料的后處理過程由于其不可降解的本質而仍然是一項艱巨的任務。通常，被污染的分離材料會被直接丟棄或燃燒，這將導致對環(huán)境的不可避免的二次污染。因此，具有方便后處理過程的環(huán)保膜分離材料對于實現(xiàn)綠色化油水分離具有重要意義。

盡管已經(jīng)產(chǎn)生了各種形式的特殊潤濕性材料，并且具有良好的油水分離效率，但是化學制造方法復雜，可回收性差且由于時間和溫度的限制導致效率降低，在實際應用中會受到限制。近來，無紡布在油水分離技術中得到了關注。無紡布因其重量輕，成本低，靈活性強和耐腐蝕而被認為是油水分離的有前途的候選材料。但由于無紡布的孔徑較大，難以截留尺寸較小的乳液液滴，此外，無紡布表明纖維結構較光滑，缺少特殊的表面結構，粗糙度較低，不利于對含油廢水的破乳效應。

發(fā)明內容

基于此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種二氧化鈦改性膜及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案為：一種二氧化鈦改性膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將聚乙烯亞胺、鹽酸多巴胺溶解于三羥甲基氨基甲烷溶液中，得到聚多巴胺混合分散液；

(2)將初始膜材料放入步驟(1)中得到的聚多巴胺混合分散液中浸泡，得到多巴胺改性膜；

(3)將納米二氧化鈦、含兒茶酚化合物、含氨基化合物溶解于三羥甲基氨基甲烷溶液中，得到混合分散液；

(4)將步驟(2)中得到的多巴胺改性膜放入步驟(3)中得到的混合分散液中浸泡，得到表面有二氧化鈦種子層的膜材料；

(5)將步驟(4)中得到的表面有二氧化鈦種子層的膜材料，浸入鈦酸四丁酯和尿素的混合溶液中，反應后取出，得到二氧化鈦改性膜。

本申請通過含兒茶酚化合物的兒茶酚和含氨基化合物的氨基交聯(lián)并絡合，從而將納米二氧化鈦固定于膜表面上，形成二氧化鈦種子層。納米二氧化鈦可以這有助于接下來在膜表面合成更致密的二氧化鈦層。

優(yōu)選地，將納米二氧化鈦、鹽酸多巴胺、氨丙基三乙氧基硅烷溶解于三羥甲基氨基甲烷溶液中超聲分散1-30分鐘，得到混合分散液。超聲分散一定時間是為了使納米二氧化鈦分散較為均勻，因為納米二氧化鈦不溶于水。