[发明专利]一种碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜、制备方法及用途

权利要求书

1.一种碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法，其特征在于，步骤为，

载体的预处理：将作为载体的中空纤维陶瓷膜用无水乙醇超声震荡，然后用去离子水清洗至中性并烘干得到处理好的载体；

制备负载催化剂的中空纤维膜：用浸渍涂覆方法将Ni(NO₃)₂溶液涂覆在处理好的载体上，干燥后置于马弗炉中焙烧，得到负载氧化镍催化剂的中空纤维膜；

通气反应：将所述负载氧化镍催化剂的中空纤维膜置于石英反应管中，向石英反应管中通入N₂和H₂，还原催化剂，然后切换成氢气并升温，将气流切换为纯甲烷气，得到碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜。

2.根据权利要求1所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法，其特征在于，所述载体的预处理为将作为载体的中空纤维陶瓷膜用无水乙醇超声震荡1h，然后用去离子水清洗至中性，并于100℃烘干2h，得到处理好的载体；

优选的，所述中空纤维陶瓷膜是莫来石中空纤维陶瓷膜、Al₂O₃、ZrO₂或TiO₂中空纤维陶瓷膜。

3.根据权利要求1所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法，其特征在于，所述制备负载催化剂的中空纤维膜步骤中，Ni(NO₃)₂溶液为质量浓度为10-30％的溶液；优选的，所述Ni(NO₃)₂溶液为质量浓度为20％的溶液。

4.根据权利要求1所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法，其特征在于，所述制备负载催化剂的中空纤维膜步骤为用浸渍涂覆方法将Ni(NO₃)₂溶液涂覆在处理好的载体上，80℃干燥1h后置于马弗炉中于300-400℃焙烧2h，得到负载氧化镍催化剂的中空纤维膜。

5.根据权利要求1所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法，其特征在于，所述通气反应步骤中，N₂、H₂、纯甲烷气的流量都为10-30ml/min；优选的，所述N₂、H₂、纯甲烷气的流量都为20ml/min。

6.根据权利要求1所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法，其特征在于，所述通气反应为将所述负载氧化镍催化剂的中空纤维膜置于石英反应管中，向石英反应管中通入N₂和H₂，N₂、H₂的流量都为10-30ml/min，400-600℃还原催化剂1h，然后切换成10-30ml/min流量的H₂并升温至所需的反应温度550-750℃，将气流切换为10-30ml/min流量的纯甲烷气反应2-6h，得到碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜；

优选的，所述通气反应为将所述负载氧化镍催化剂的中空纤维膜置于石英反应管中，向石英反应管中通入N₂和H₂，N₂、H₂的流量都为20ml/min，500℃还原催化剂1h，然后切换成20ml/min流量的H₂并升温至所需的反应温度650℃，将气流切换为20ml/min流量的纯甲烷气反应4h，得到碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜。

7.根据权利要求1所述1-6任一项所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的制备方法制备得到的碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜。

8.权利要求7所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜，其特征在于，所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜的膜厚2-8μm，膜孔径为10-100nm。

9.权利要求7所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜用于工业废水处理的用途。

10.权利要求7所述碳纳米管/多孔陶瓷中空纤维复合超滤膜用于除尘、除菌、除病毒、除胶体、除藻类、除大分子有机物和油水分离的用途。