[发明专利]一种C3

说明书

本发明提供了一种C₃N₄改性有机膜的制备方法及应用，包括：步骤1)将碳化氮CN和造孔剂加入有机溶剂中，其中，CN与造孔剂的质量比为0.4:1‑2.5:1，造孔剂与有机溶剂的质量比为1:81‑1:87；超声处理得到混合溶液，然后向混合溶液中加入聚合高分子膜材料PFM，PFM占PFM与所述混合溶液的总质量的12‑15％，恒温搅拌，静置脱泡，形成铸膜液；步骤2)将制备好的铸膜液倾倒至洁净、干燥的玻璃板一侧，利用四方涂布器刮制液膜，将刮制好液膜的玻璃板浸入去离子水中进行相交换，铸膜液固化成膜后取出膜，并置于去离子水中浸泡，去除残余有机溶剂，得到C₃N₄改性有机膜。本方法使有机膜具有催化降解有机物的能力，膜的抗污染性能得以提升。

技术领域

本发明涉及环境功能材料制备技术领域，尤其涉及一种C₃N₄改性有机膜的制备方法及应用。

背景技术

光催化氧化技术对降解有机污染物有着广泛的适应性，降解反应可在常温常压下进行，且可利用廉价的太阳光作为所需能源进行有机污染物降解，是最有应用前景的环境技术之一。但是在光催化研究过程中，粉末状光催化剂普遍存在催化剂回收再生困难、易产生二次污染的问题，通过光催化剂的固定化可以有效地避免这一问题。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种优良的光催化剂，具有良好的可见光响应、成本低和制备过程简单的性能。在g-C₃N₄基础上，通过改性，可以获得比表面积更大、光催化性能更优的一系列C₃N₄，如介孔g-C₃N₄(MCN)、富氮g-C₃N₄(NCN)和缺陷g-C₃N₄(DCN)。介孔g-C₃N₄拥有较高比表面积和丰富的介孔孔道，能暴露更多的表面活性位，使其在催化反应等应用方面的性能得以提升。富氮g-C₃N₄表现出较明显的可见光吸收能力，促进光生电子-空穴的分离。缺陷g-C₃N₄具有高比表面积，且可见光吸收能力得到大幅度改善，光催化性能大幅提升。

聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)和聚四氟乙烯(PTFE)膜等有机膜以其优异的机械性能、热稳定性和耐化学性及制备工艺简单在工业微滤和超滤过程中得到了广泛的应用。但因有机膜的疏水性强，易吸附有机杂质而被污染，使其在应用上受到限制。目前已有的关于C₃N₄负载至有机膜上的相关研究成果大多采用真空过滤、接枝、表面涂覆等方法，这些方法操作较复杂，结合层在运行的过程中容易脱落，且催化效率较低。

因此亟需寻求一种膜改性方法，固定光催化剂的同时提高膜的抗污染性能。

发明内容

本发明提供了一种C₃N₄改性有机膜的制备方法及应用，以解决现有技术存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明的一方面提供了一种C₃N₄改性有机膜的制备方法，包括：

步骤1)将碳化氮CN和造孔剂加入有机溶剂中，其中，CN与造孔剂的质量比为0.4:1-2.5:1，造孔剂与有机溶剂的质量比为1:81-1:87；超声处理得到混合溶液，然后向混合溶液中加入聚合高分子膜材料PFM，PFM占PFM与所述混合溶液的总质量的12-15％，恒温搅拌，静置脱泡，形成铸膜液；