[發明專利]一種氮摻雜二氧化鈦和碳化鈦共修飾PVDF膜固定化漆酶及其方法和應用

在審

• 申請號: 202211260198.8
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115404225A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 朱浩;尹大學;鐘瑞;王童;王玥;班颯
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N11/14;C02F3/34
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種氮摻雜TiO₂和Ti₃C₂共修飾PVDF膜固定化漆酶的方法，其特征在于，包含如下步驟：

1)將鈦醇鹽、醇、氮摻雜劑和水進行反應后離心，沉淀物進行煅燒，得到氮摻雜TiO₂納米顆粒；

2)將Ti₃AlC₂、氟化鋰和鹽酸反應后順次經過離心、超聲、干燥，得到Ti₃C₂納米片；

3)將氮摻雜TiO₂納米顆粒、水、Ti₃C₂納米片、羥乙基纖維素溶液和聚乙烯醇溶液混合進行反應，得到溶膠；

4)將溶膠涂覆在PVDF薄膜表面，得到氮摻雜TiO₂納米顆粒和Ti₃C₂納米片共修飾PVDF膜；

5)將氮摻雜TiO₂納米顆粒和Ti₃C₂納米片共修飾PVDF膜和交聯劑進行交聯反應，將反應產物、水和漆酶粉末進行固定化反應，得到氮摻雜TiO₂和Ti₃C₂共修飾PVDF膜固定化漆酶。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述鈦醇鹽為四異丙醇鈦或鈦酸丁酯；所述醇為乙醇或異丙醇；所述氮摻雜劑為二乙醇胺、三乙基胺、尿素或氨水；所述氮摻雜劑、水、鈦醇鹽和醇的質量體積比為3～15g：50～250mL：5～25mL：15～75mL。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟1)所述反應的溫度為50～200℃，反應的時間為12～72h；所述煅燒的溫度為300～400℃，煅燒的時間為3～5h。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟2)所述鹽酸的濃度為5～7mol/L；所述氟化鋰、鹽酸和Ti₃AlC₂的質量體積比為1～5g：20～100mL：1～5g；所述反應的溫度為25～95℃，反應的時間為12～48h；所述超聲的時間為4～6h；所述干燥的真空度為-20～-15kPa，干燥的溫度為90～110℃，干燥的時間為10～14h。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟3)所述氮摻雜TiO₂納米顆粒、水、Ti₃C₂納米片、羥乙基纖維素溶液和聚乙烯醇溶液的質量體積比為0.6～3g：30～150mL：0.3～1.5g：20～100mL：10～50mL；所述反應的溫度為20～30℃，反應的時間為20～40min。

6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟4)所述涂覆的厚度為1～3mm；所述PVDF薄膜與步驟3)所述Ti₃C₂納米片的質量比為0.5～2.5：0.3～1.5。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟5)所述交聯劑為戊二醛溶液、N-羥基丁二酰亞胺溶液、聚丙烯酰胺溶液或聚磺苯乙烯溶液；所述交聯劑的質量濃度為2～5％；所述交聯劑和步驟4)所述PVDF薄膜的體積質量比為40～200mL：0.5～2.5g；所述交聯反應的溫度為20～30℃，交聯反應的時間為4～10h。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，步驟5)所述氮摻雜TiO₂納米顆粒和Ti₃C₂納米片共修飾的PVDF膜、漆酶粉末和水的質量體積比為1～10g：1～5g：30～150mL；所述固定化反應的溫度為5～20℃，固定化反應的時間為24～48h。

9.權利要求1～8任意一項所述的方法得到的氮摻雜TiO₂和Ti₃C₂共修飾PVDF膜固定化漆酶。

10.權利要求9所述的氮摻雜TiO₂和Ti₃C₂共修飾PVDF膜固定化漆酶在廢水處理中的應用。