[發明專利]一種抗污染膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110425754.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113069940B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張曼瑩;劉瑾;懷燕瑾;王玉杰;吳娟;高永
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發明公開了一種抗污染膜的制備方法，包括：(1)制備形成NPC?Ag復合材料；(2)將所述NPC?Ag復合材料共混至膜材料中以形成所述抗污染膜。本發明通過將NPC?Ag共混至膜材料中，從而能夠提高納米Ag在膜材料中的結合力，防止其脫落，同時NPC的使用使得Ag能夠均勻的分布在膜材料的表面，防止團聚現象的發生，從而提高膜材料的抗污染性能；本發明的NPC?Ag混合物的制作方法，能夠使得Ag與NPC的混合更加均勻，同時通過高壓汞燈的照射能夠使得Ag⁺向Ag⁰高效穩定還原，有效控制還原過程中的粒徑生長；在本發明的制備方法中超聲和甲醇的使用能夠極大地提高NPC粉末在液相中的分散度，從而利于與AgNO₃的混合。

技術領域

本發明涉及膜材料技術領域，具體涉及一種抗污染膜的制備方法。

背景技術

膜材料因其卓越的過濾性能而在環保領域得到廣泛應用，例如，在水處理領域，膜材料的應用能夠對水中的污染物進行過濾，從而實現污水的凈化；但膜污染是膜材料應用的最大障礙之一，膜污染能夠堵塞膜的孔洞結構，進而導致膜材料過濾效果急劇降低甚至消失。

對此，現有技術存在較多的方法來進行膜污染的防治，如利用酸堿等物質對污染的膜材料進行清洗，從而將膜表面和孔中的污染物進行清除，使得膜部分恢復過濾性能；但酸堿等物質的使用不僅會對有機膜材料造成不可逆的破壞，更會帶來二次污染，增加運行維護成本，難以徹底解決問題。

現有技術還存在將抗菌材料，如銀離子或納米銀負載至膜材料內部，由于銀系材料具有優異的抗菌效果，使得負載納米銀后的膜材料具有抗生物污染的效果，從而可以延長膜材料的使用周期，避免膜材料被生物類污染物快速堵塞。但小粒徑納米銀在鑄膜液配制和成膜過程中非常容易“團聚”，團聚長大后的納米銀不僅更容易脫落，其抗菌特性也會大幅度降低，同時負載在膜材料上的銀離子易于脫落，這成為限制該方法廣泛應用的一大難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單的抗污染膜的制備方法，且本發明制備的抗污染膜能夠防止銀團聚現象的發生，從而提高膜材料的抗污染性能。

一種抗污染膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備形成NPC-Ag復合材料；

(2)將所述NPC-Ag復合材料共混至膜材料中以形成所述抗污染膜。本發明所稱的NPC的全稱為Nanoporous carbon，NPC為納米多孔碳的英文縮寫，Ag為銀，NPC-Ag定義為納米多孔碳與銀的復合材料。多孔碳材料由于具備大比表面積、均一的孔道結構、剛性的框架、優良的化學性質及良好的熱穩定性等優點，可以是制備功能材料的理想載體。金屬有機骨架(MOFs)是由無機金屬中心(金屬離子或金屬簇)與橋連的有機配體通過自組裝相互連接形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料；MOFs材料組成、結構和孔徑的靈活可控的獨特特點帶來了其形貌設計的多樣性和可操作性，因此MOFs材料可以用作制備各種形貌納米多孔材料。MOFs類前驅體的孔結構可以很大程度被轉移至NPC材料上，從而提供特定的微觀結構和表面特性；同時MOFs可通過替換金屬離子或僑連配體，炭化后獲得均勻負載金屬、雜原子摻雜的多孔碳材料。沸石咪唑酯骨架(ZIFs)是MOFs材料的重要分支，發明人發現以此為前驅體制備的衍生多孔碳完好的保留了正十二面體籠狀結構，較大的比表面積為納米銀提供了充足均勻的負載空間，表面存在多個有機鍵，這使得NPC-Ag復合材料能夠與有機膜材料之間結合更加緊密，極大地減少納米銀A從膜材料表面脫落，提高抗污染性能。

進一步地，步驟(1)中制備形成所述NPC-Ag復合材料，其包括如下步驟：

S1、制備形成NPC粉末；

S2、將所述NPC粉末與AgNO₃溶液混合形成混合液，將所述混合液采用高壓汞燈光照處理，將高壓汞燈處理后的所述混合液離心，干燥，研磨，即得所述NPC-Ag復合材料。