[发明专利]一种分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法

权利要求书

1.一种分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)制备催化剂颗粒

将前驱体锰盐溶于去离子水中，搅拌均匀制得前驱体溶液，所述前驱体溶液中锰盐的浓度为0.03～0.6mol/L，将载体加入上述前驱体溶液中，300～1000rpm搅拌0.5～3h至溶液均匀，制得催化溶液；

将高锰酸钾和助催化金属盐溶于去离子水中，搅拌均匀，配制成浓度为0.015～0.5mol/L的高锰酸钾混合溶液；

将所述高锰酸钾混合溶液以2～5滴/秒的速率滴加至所述催化溶液中，控制高锰酸钾：锰盐摩尔比为1:1～4，在300～1000rpm下搅拌0.5～3h；将生成的沉淀用去离子水清洗3～5次，过滤，得到的沉淀物在90～110℃下烘干4～6h，制得粒径为50～200nm臭氧催化剂颗粒；

所述前驱体锰盐选自硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰和碳酸锰中的至少一种；所述载体为纳米γ-Al₂O₃颗粒，粒径在10～50nm；所述助催化金属盐可选自硝酸银、硝酸钴、硝酸铁、醋酸银、醋酸钴和醋酸铁中的至少一种；

所述整个制备过程混合液中锰(包括前驱体锰盐和高锰酸钾)和金属的摩尔比为2～80:1；与载体的重量比为5～30％；

2)制备纳米纤维凝胶液

将聚合物溶于溶剂中，在40-80℃下配制成浓度为5％-20wt％的聚合物溶液；将所述臭氧催化剂颗粒加入到所述聚合物溶液中，在室温～80℃温度下，搅拌3～12h，静置或者真空脱泡后，制成均匀透明的纳米纤维凝胶液；

所述聚合物选自聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯亚胺中的至少一种；

所述溶剂选自水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；

所述臭氧催化剂颗粒与所述聚合物溶液的重量比为1～20％；

3)制备分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜

将所述纳米纤维凝胶液装入静电纺丝设备进行纺丝，将得到的纳米纤维收集到无纺布表面上，即得到能分解臭氧的纳米纤维过滤膜。

2.根据权利要求1所述的分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于所述锰盐和金属盐的摩尔比为2～80:1。

3.根据权利要求1所述的分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于所述载体的粒径为10～50nm。

4.根据权利要求1所述的分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于所述催化剂颗粒中锰元素与载体的重量比为5～30％。

5.根据权利要求1所述的分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于步骤1)中得到的沉淀物烘干后，在300～500℃焙烧3～5h，制得粒径为50～200nm臭氧催化剂颗粒。

6.根据权利要求1至5任一项所述的分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于所述静电纺丝的条件为：

静电纺电压为8-30kv，注射器针头端与收集器的距离为5-25cm，注射速度为3-100ul/min，收集器转速为300-3000rpm，纺丝的温度为20-30℃，湿度为40％-70％；

所述无纺布包裹在收集器上。

7.根据权利要求6所述的分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法，其特征在于所述注射速度为5～20μL/min，所述静电纺电压为15～25KV。