[发明专利]一种负载MnO2的PES膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种负载MnO₂的PES膜及其制备方法与应用，该方法包括：预先清洗过的PES膜浸泡于多巴胺溶液中，通过多巴胺的自我聚合作用在膜表面生成致密的聚多巴胺中间层；以聚多巴胺中间层为模板引导MnO₂的原位生成；以KMnO₂为前反应物与聚多巴胺层进行反应生成MnO₂。本发明的负载MnO₂的PES膜，在膜表面原位生成MnO₂，赋予了PES膜良好的吸附及降解能力，MnO₂对亚甲基蓝等染料具有较好的吸附性能，可以将污染物吸附于表面，在H₂O₂存在条件下，通过分解H₂O₂产生的活性基团对污染物进行有效降解，MnO₂纳米颗粒通过KMnO₂破坏聚多巴胺邻苯二酚基团，枝接与聚多巴胺表面，接枝牢固，不容易脱嵌。

技术领域

本发明涉及一种负载MnO₂的PES膜及其制备方法与应用，属于膜技术领域。

背景技术

膜分离技术发展日益迅速，相比于其他水处理技术，它有着高效、低能耗、设备集成化程度高及环境友好等特点，在水处理领域的应用也愈加广泛。然而，膜污染问题依旧是发展过程中所面临的最主要问题之一，如何有效的解决膜污染已经成为当前研究热点。

反应性膜的制备及应用是解决膜污染问题的有效途径之一。通过在膜表面修饰或在制备过程掺杂其他纳米材料等方式，使膜在发挥自身性能的同时又具有其他材料的性质，在一定条件下能够有效抵抗膜污染。

MnO₂是一种有效的催化材料，不同价态的锰原子可以通过交换氧原子的形式实现电子转移。同时，MnO₂对于亚甲基蓝等染料具有较好的吸附性能，可以将污染物吸附于表面，在H₂O₂存在条件下，通过分解H₂O₂产生的活性基团对污染物进行有效降解。

目前已有较多的方法合成MnO₂纳米颗粒，其中模板法以自组装的形式通过模板引导从而生成一定结构的MnO₂，在针对于MnO₂纳米材料合成上已有通过二氧化硅(SiO₂)、氧化石墨烯(GO)等合成MnO₂空心微球报道，但暂无以模板引导法将MnO₂负载与PES膜上并应用于膜分离领域的相关报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种负载MnO₂的PES膜制备方法及其应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种负载MnO₂的PES膜，所述的PES微滤膜上负载有一层聚多巴胺中间层，在聚多巴胺中间层表面原位生成有MnO₂纳米颗粒。

根据本发明优选的，聚多巴胺中间层的厚度为30-60nm。

根据本发明，一种负载MnO₂的PES膜的制备方法，包括步骤如下：

(1)将PES微滤膜清洗去除膜表面杂质；

(2)将步骤(1)清洗后的PES微滤膜置于盐酸多巴胺溶液中，避光条件下反应，得到负载有聚多巴胺(PDA)活性层的PES微滤膜；

(3)负载有聚多巴胺(PDA)活性层的PES微滤膜以去离子水清洗去除多余的多巴胺，将新鲜高锰酸钾溶液置于负载有聚多巴胺(PDA)活性层的PES微滤膜的聚多巴胺(PDA)活性层上反应，得到负载MnO₂的PES膜。