[发明专利]一种具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物及其制备方法和应用，属于污水处理技术领域。本发明通过在柔性织物表面负载光催化材料和疏水组分，能够使柔性织物兼具光催化和超疏水油水分离性能，其中，光催化材料在可见光照射下对污水中的有机污染物具有良好的光降解效果；疏水组分成膜性好，能够在柔性织物表面形成疏水涂层。同时，本发明提供的制备方法简单，易于操作，光催化材料可以先负载于柔性织物表面，也可以与疏水组分同时负载在柔性织物表面。实施例结果表明，本发明所得超疏水柔性织物的表面水接触角可达164°，且能在2h内实现可见光下亚甲基蓝的降解。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物及其制备方法和应用。

背景技术

光催化技术是目前解决能源短缺和环境污染问题的有效途径之一，在光能转化、空气净化、杀菌消毒、自清洁等领域展示出良好的应用前景。至今开发高性能光催化剂仍是光催化领域研究的重点。多数半导体光催化剂受自身能带结构限制，如TiO₂、ZnO、ZnS、SrTiO₃等，只能吸收利用紫外光，导致太阳光利用率低；具有可见光响应的可见光催化剂，如g-C₃N₄、CdS、Ag₃PO₄、Bi₂WO₆、P等，虽然具有较高的光能利用率，但其主要以粉末形式存在，虽然拥有较高的比表面积，传质传热性能好，但存在容易凝聚、回收困难、流失严重、易造成二次污染等问题，很难规模化应用。当前，开发具有实用价值的薄膜形态的光催化材料是该领域的研究热点之一。

考虑到工业污水多数含有油污及有毒有害污染物，开发油水分离和污染物净化集成技术，无疑有利于提高环境治理能力，降低生产成本。专利CN201711109397.8公开了一种具有超疏水和自清洁功能的二氧化钛/棉织物，但其只能利用紫外光，而且TiO₂氧化性能强(价带位置较正)，会降解疏水涂层中的有机组分，影响其稳定性。专利CN201710894467.9公开了一种超疏水可见光光催化自清洁涂层及其制备方法，但制备方法复杂，复合材料以微球形式存在，未能克服回收利用等问题。文献(Journal of Materials Chemistry A,2015,3:16934-16940)采用筛网沉积技术在玻璃表面制备得到PDMS修饰的CdS薄膜，但该薄膜无法实现油水分离。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物及其制备方法和应用，此法操作简单，成本低廉，所得超疏水柔性织物同时具有光催化和油水分离性能，且自清洁能力好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将光催化材料与水混合，超声后得到光催化材料分散液；

(2)将柔性织物置于所述光催化材料分散液中，依次进行密封加热处理和干燥，得到负载有光催化材料的柔性织物；

(3)将聚二甲基硅氧烷、正硅酸乙酯、催化剂和溶剂混合，得到疏水溶液；

(4)将所述负载有光催化材料的柔性织物置于所述疏水溶液中，依次进行密封加热处理和干燥，得到具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物；

或包括以下步骤：

(a)将聚二甲基硅氧烷、正硅酸乙酯、催化剂、溶剂与光催化材料混合，得到含有光催化材料的疏水溶液；

(b)将柔性织物置于所述含有光催化材料的疏水溶液中，依次进行密封加热处理和干燥，得到具有光催化和油水分离性能的超疏水柔性织物。