[發明專利]一種用于水處理的PVC/GO-Au@Ag NPs復合膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202210202443.3
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114682098A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 包轉麗;張立斌;陳朝暉
• 申請（專利權）人: 江蘇厚生新能源科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/30;C02F1/28;C02F1/44;C02F101/16;C02F101/20;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

本發明公開了一種用于水處理的PVC/GO?Au@Ag NPs復合膜及其制備方法。該復合膜包含基底支撐層(1)和中間多孔承托層(2)，在中間多孔承托層(2)的表面涂覆一層GO?Au@Ag NPs涂層(3)。該復合膜的制備方法包括GO?Au@Ag NPs復合物制備、PVC多孔承托層溶液的制備、PVC/GO?Au@Ag NPs復合物的制備和PVC/GO?Au@Ag NPs復合膜的制備。由本發明得到的PVC/GO?Au@Ag NPs復合膜可以大幅度提高水處理的分離效果，防止貴金屬納米粒子的團聚，增強抗污膜抑菌效果，提高水處理膜的親水性、化學穩定性、離子選擇性和水通量。

技術領域

本發明涉及水處理復合膜制備領域，具體涉及一種用于水處理的PVC/GO-Au@AgNPs復合膜及其制備方法

背景技術

隨著工業化的不斷發展，生態環境受到嚴重破壞。污水處理成為環境改善的重要舉措之一。膜分離技術作為一種新型的污水處理技術，污水經過膜分離后，能夠起到凈化的作用，并能保證將較小的粒子得到分離，并且操作簡單。因此膜分離技術可以更好的處理日益嚴峻的污水問題。

但是目前水處理薄膜的滲透性和選擇性存在折中關系的限制；膜污染會造成產水量下降，增加運行能耗及降低膜的使用壽命。水處理膜極易受到水質的污染，每種膜有它獨自的過濾范圍，然而水質是復雜的，水中的微生物繁殖的產物經常會造成膜污染，，使得膜的二次利用效果逐漸變差，從而縮短壽命；而膜的清洗又極其繁瑣，清洗成本逐次增加，最終導致膜的使用成本增加，經濟效益減少。

現有技術CN110559881A公布了一種用于水處理的石墨烯/聚苯胺復合膜及制備方法，雖然最大水通量為113L/(m²·h)，但最大截留率只能達到48％；CN110975623A公布了一種引入羧基化石墨烯制備反滲透膜的方法，在當羧基化石墨烯的濃度為0.004wt％時通量和對NaCl截留率分別為51.0L/(m²·h)和97.5％。無法同時達到水通量和截留率同時較好的狀態。因此，迫切需要一種抑菌效果好，親水性，化學穩定性，離子選擇性和水通過量都較好的水處理膜來滿足當前需要。

發明內容

本發明要解決的技術問題時針對目前水處理復合膜滲透性和選擇性存在折中關系的限制；膜污染會造成產水量下降，增加運行能耗及降低膜的使用壽命等問題，提供一種PVC/GO-Au@Ag NPs復合膜及其制備方法，該復合膜可以大大提高水處理的分離效果，增強抗污膜抑菌效果，提高水處理膜的親水性、化學穩定性、離子選擇性和水通量。同時該水處理膜的制備方法簡單，能有效利用氧化石墨烯與貴金屬之間的協同作用，增加膜的親水性和抗污抑菌性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種用于水處理的PVC/GO-Au@Ag NPs復合膜，其特征在于該復合膜包含基底支撐層(1)和中間多孔承托層(2)，其中基底支撐層(1)為水處理專用無紡布膜；中間多孔承托層(2)為PVC材料，在所述中間多孔承托層(2)的表面涂覆一層GO-Au@Ag NPs涂層(3)。

該復合膜的制備方法的具體步驟如下：

(1)GO-Au@Ag NPs復合物的制備：

將一定量氧化石墨烯GO溶液進行超聲分散后，轉入三頸燒瓶中，在100～150℃油浴反應連續攪拌下，加入質量濃度為1％～5％的氯金酸HAuCl₄溶液和檸檬酸鈉溶液，繼續攪拌反應2～4h；反應結束后繼續攪拌至室溫，所得混合物經無機溶劑和有機溶劑充分洗滌后、冷凍干燥，收集得到GO-Au NPs復合物；

將上述所得GO-Au NPs復合物重新溶于去離子水中，加入9.7～29.1mM AgNO₃溶液和150～450mM抗壞血酸溶液，在0～10℃的冰水浴中攪拌反應2～4h，反應結束后繼續在室溫下攪拌2～4h，直到溶液變成深棕色，所得混合物經無機溶劑和有機溶劑充分洗滌后，冷凍干燥，得到GO-Au@Ag NPs復合物；