[发明专利]一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜及其制备方法

权利要求书

1.一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜，其特征是将光催化剂与海藻酸钠充分混合配制成铸膜液，在玻璃板上利用刮膜棒将其刮成厚度在20-2000μm的均匀的液膜，经过金属离子交联剂交联得到光催化剂/海藻酸盐复合膜；该光催化剂/海藻酸盐复合膜在水凝胶状态下既可以直接用于光催化剂，也可以干燥后使用；通过选择光催化剂的种类，改变光催化剂的含量和粒径大小，可以调节膜对有毒有害有机物的催化降解率。

2.一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜，其特征是利用光催化剂表面的一些亲水基团达到光催化剂与海藻酸盐充分混合的目的，利用微纳米光催化剂增强海藻酸盐水凝胶的机械性能尤其是抗拉能力，同时充分发挥催化剂的催化降解功能。

3.一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜，其特征是利用海藻酸盐水凝胶中离子交联剂辐射时不降解，海藻酸盐大分子虽降解但仍可以形成与降解前差不多强度水凝胶的特点，大大提高了膜的重复使用性。

4.一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜，其特征是该复合水凝胶催化膜制备工艺简单，成本低，制备过程无污染物产生，绿色环保，得到的复合水凝胶催化膜经过金属离子络合剂浸泡处理，海藻酸盐水凝胶溶解，再经简单的沉淀分离即可回收光催化剂，而回收的光催化剂可再次使用。

5.一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜的制备和回收催化剂的方法，其特征是包括以下步骤：

a)称取1-5g海藻酸钠，海藻酸钠质量百分比5％-200％的光催化剂，一起倒入去100ml去离子水中，搅拌溶解，超声分散均匀，放置于4℃-30℃的密闭容器中静置消泡后得到铸膜液；

b)配制金属离子质量百分比为0.01％-10％的金属盐水溶液，作为离子交联剂；

c)将步骤a)得到的铸膜液倒入干燥清洁的玻璃片上，用刮膜棒刮出厚度为20-2000μm的均匀的膜，真空脱气泡，连同玻璃片一起浸泡到步骤b)得到的离子交联剂溶液中，反应0.1-24h，得到海藻酸盐基复合水凝胶催化膜；

d)将步骤c)得到的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜放置于含有毒有害有机物的水中，光照10-240min，即可降解掉50％-98％的有机物，将催化膜取出用去离子水冲洗后可以再次重复使用；

e)在4℃-90℃下将海藻酸盐基复合水凝胶催化膜浸泡在金属离子络合剂中搅拌1-24h，利用络合剂对金属离子的较强结合力使海藻酸盐水凝胶溶解，催化剂沉淀出来，经过简单分离，清洗干燥，得到回收的催化剂，该催化剂可重新使用。

6.如权利要求5所述的一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜的制备和回收催化剂的方法，其特征是所述的光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉、掺杂二氧化钛中的任意一种或两种以上混合物，光催化剂的粒径在5nm-200μm之间。

7.如权利要求5所述的一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜的制备和回收催化剂的方法，其特征是所述的金属盐水溶液为氯化锌、氯化钡、氯化铁、氯化铝、氯化钙、硫酸铜、硝酸钙水溶液中的任意一种或两种以上混合物。

8.如权利要求5所述的一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜的制备和回收催化剂的方法，其特征是所述的金属离子络合剂为乙二胺四乙酸二钠、氨水、乙二胺、水杨酸及其衍生物、柠檬酸钠、二巯基丙醇、二巯基丙烷磺酸钠、巯基乙胺、巯基乙酸、硫脲、铜试剂、酒石酸、草酸、三乙醇胺中的一种或两种以上混合物。

9.如权利要求5所述的一种可再生催化剂的海藻酸盐基复合水凝胶催化膜的制备和回收催化剂的方法，其特征是所述的有毒有害有机物为亚硝胺、硝基苯、甲基橙、多氯联苯、苯并芘、黄曲霉素、芳香胺、酚类化合物、腈类化合物中的一种或两种以上混合物。