[发明专利]二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜及其制备方法

说明书

本发明涉及分离膜材料技术领域，尤其涉及一种二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜及其制备方法。所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜为中空结构或者中空多孔结构，所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜比表面积大于或等于25m²/g；所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜以孔径为100～200nm，孔隙率为40％～60％的陶瓷膜为载体膜，并通过静电纺丝将聚乙烯醇负载于所述载体膜表面，然后将负载有所述聚乙烯醇纳米纤维的所述载体膜浸渍于溶胶凝胶法制备的钛醇盐溶液中，并经过煅烧得到。所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜得到的二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜比表面积大且陶瓷膜孔隙率损失小，不会导致水通量的下降，适合大规模生产和推广应用。

技术领域

本发明涉及分离膜材料技术领域，尤其涉及一种二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜及其制备方法。

背景技术

一般的天然水体中含有几十种有机物，这些有机物主要包括天然有机物和人工合成有机物。其中，人工合成有机物易残留、难降解，具有很强的致癌和致畸变作用，而天然有机物中的微生物，包括细菌和病毒也对人体健康造成威胁。

随着人类水资源的大量使用，导致水资源越来越紧缺，为了解决人类水资源在使用过程中因为含有有机物而导致的不可再重复利用问题，科研人员研究开发了膜分离技术。通过膜分离技术的方法去除水体中的各类杂质和有机物，将天然水体转化为可以直接使用的生活用水，并且这种方法已经成为全球淡水供应的一个重要途径。

在所有的膜分离技术中，陶瓷分离膜具有耐温性好、化学稳定性和机械性能高的特点，被广为使用。但在实际使用中陶瓷分离膜易于受到有机物污染，造成膜通量下降较快，需频繁清洗，因此运行费用较高。同时大部分被分离出的有机污染物不能够直接分解去除，需要二次处理。

光催化技术是近年来最活跃的环保技术之一，其基本原理是：半导体催化剂在紫外光照下，价电子跃迁，形成电子-空穴对，在水中生成大量具有强氧化能力的自由基。在半导体催化剂中，二氧化钛因其光催化特性优越，化学性质稳定，成本低且无毒而备受关注，并被应用于降解有机污染物。申请号为200510046986.7的中国专利技术公开一种二氧化钛纳米管复合膜及其制备方法和应用，具体是将二氧化钛纳米管通过溶胶凝胶技术制成溶胶，将氧化铝膜片浸渍于二氧化钛溶胶中，经过烧结，即可得到二氧化钛纳米管复合膜。申请号为200610134322.0的中国专利公开了一种掺杂二氧化钛纳米管复合膜及其制备方法和应用，具体是将掺杂硅的二氧化钛材料与陶瓷膜复合在一起，实现了光催化与膜分离一体化的功能。申请号为200910010282.2中国专利公开一种多功能光催化复合陶瓷分离膜及其制备方法和应用，具体采用溶胶凝胶法先在多孔陶瓷表面形成了羟基磷灰石，然后经过第二次采用溶胶凝胶法，在羟基磷灰石表面形成银-二氧化钛复合膜，提高分离膜的抗污染性能。

然而这些专利技术在实际应用中仍存在不足：(1)二氧化钛与污染物的接触面积有限，导致光降解有机污染物和灭菌的效率不高；(2)复合膜制备过程中，陶瓷基膜的孔隙率损失较大，导致复合膜的水通量降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有二氧化钛复合陶瓷膜存在的比表面积小带来的有机污染物降解和灭菌效率不高、且陶瓷基膜的孔隙率损失较大导致复合膜水通量下降等问题，提供一种二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜。

同时，本发明还相应的提供所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜，所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜为中空结构或者中空多孔结构，所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜比表面积大于或等于25m²/g；

所述二氧化钛纤维复合陶瓷分离膜以孔径为100～200nm，孔隙率为40％～60％的陶瓷膜为载体膜，并通过静电纺丝将聚乙烯醇负载于所述载体膜表面，然后将负载有所述聚乙烯醇纳米纤维的所述载体膜浸渍于溶胶凝胶法制备的钛醇盐溶胶中，并经过煅烧得到。