[发明专利]具有光Fenton催化性能的抗污染超滤膜制备方法

说明书

一种具有光Fenton催化性能的抗污染超滤膜制备方法，将10‑20wt.％的高分子聚合物、0.1‑2wt.％的光Fenton催化剂和0‑15wt.％的致孔剂溶解在40‑85wt.％的良溶剂中形成铸膜液，加热搅拌、冷却脱泡后在恒温、恒湿环境保存；再将铸膜液刮制成均匀薄层后通过凝固浴形成有光Fenton催化性能的平板超滤膜；或使铸膜液置于双通道喷丝头的外环形通道内，将芯液供入中心管道，喷丝头中挤出的初生态中空纤维膜经空气浴干燥后通过凝固浴形成有光Fenton催化性能的中空纤维超滤膜。本发明将光Fenton催化剂与高分子聚合物膜材料共混，可得到具有光Fenton催化性能的抗污染超滤膜。

技术领域

本发明膜分离技术领域，具体涉及一种具有光催化性能的抗污染超滤膜及其制备方法。

背景技术

在水处理净化领域中，由于水体的污染物种类繁多且十分顽抗，当前用于污水处理的分离膜，极易在物理、化学以及生物作用下形成膜污染，造成分离膜分离效率和使用寿命的下降。因此，如何实现分离膜表面污染物的有效清除，制备具有良好抗污染能力的分离膜已经成为当前世界范围内分离膜领域的重大挑战。

抗污染超滤膜的制备主要是通过共混或者表面涂覆、接枝亲水性物质的方法赋予超滤膜较强的亲水性能，进而提高抗污染能力。然而这种方法的抗污染效果有限，借助物理、化学清洗仍无法实现膜表面污染层的完全去除，且表面改性对分离膜通量有一定程度的影响。

中国专利CN 102974233 B公开了一种具有导电和光催化功能聚合物/无机物粒子杂化分离膜，其是采用炭黑和二氧化钛作为催化剂添加在铸膜液中，制备得到具有光催化性能的分离膜。同样的，中国专利CN104084053 A也提供了一种含有纳米光催化材料的复合膜的制备方法，但这些专利中都是采用二氧化钛作为光催化剂。现有的研究成果中，二氧化钛纳米粒子作为光催化剂普遍应用于光催化分离膜的制备。然而二氧化钛的禁带宽度较宽，仅可响应紫外光，对能量的要求更高，且催化效率反应较低。

目前，有些研究引入纳米粒子制备超滤膜，其是通过相转化法单独制备超滤膜，然后在净化过程中将Fe₃O₄纳米粒子悬浊液从膜背面反向过滤，以将纳米粒子固定于膜孔道结构中，即催化剂与膜产品是分离的，催化剂仅在净化过滤过程中使用。而这种分离结构及反向过滤方式会使固定在膜孔中的Fe₃O₄纳米粒子随着超滤膜的使用从膜结构中脱离，使用时存在稳定性差的问题，进而会造成水体中Fe₃O₄纳米粒子的污染，对生命健康有着极大的威胁。同时，这种方式也会导致净化过程中Fe₃O₄纳米粒子的流失，降低净化效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种采用光Fenton催化剂与高分子聚合物膜材料共混而得到具有光Fenton催化性能的抗污染超滤膜的制备方法。

本发明提供的具有光Fenton催化性能的抗污染超滤膜制备方法，包括下述步骤：

S1高分子聚合物铸膜液的制备：

将10-20wt.％的高分子聚合物、0.1-2wt.％的光Fenton催化剂和0-15wt.％的致孔剂溶解在40-85wt.％良溶剂中混合，50-70℃加热搅拌，冷却脱泡后在恒温和恒湿的环境下保存；

S2膜制备：

S21将S1制备的高分子铸膜液倾倒在洁净的玻璃板上，然后将铸膜液在玻璃板刮制成均匀薄层，再将其置于一定温度的水中使其固化成膜，漂洗后即得到具有光Fenton催化性能的抗污染的平板超滤膜，所述平板超滤膜的厚度范围为60-90μm；

或者：