[发明专利]电活性膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电活性膜及其制备方法，所述电活性膜包括基膜、石墨烯膜、导电网状材料和保护膜；其中，所述石墨烯膜形成在所述基膜上；所述导电网状材料粘合在所述石墨烯膜上，所述保护膜覆盖在所述导电网状材料上。本发明中的电催化膜在膜分离同时进行电催化，由此，既可依靠电催化分解有机物解决膜分离存在易发生膜污染的问题，也可通过膜材料的较大比表面积解决电催化存在的脱色效果差和传质效率低等问题。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种电活性膜及其制备方法。

背景技术

由于我国水环境问题较为严峻，水处理要求日益提高，工业废水和生活污水的成分复杂化，因此对废水和污水的深度处理的技术挑战不断加大。

目前常见的两种深度处理工艺是膜分离和电催化，其中膜分离存在易发生膜污染的问题，而电催化存在脱色效果差和传质效率低等问题，制约着这两种深度处理工艺的应用。

发明内容

本发明目的是解决膜分离和电催化各自的缺点，提供一种可同时实现膜分离和电催化功能的电活性膜及其制备方法，以提高废水和污水中难降解有机物的深度处理效果，具有适用性广，实用性强，对难降解有机物处理效率高，电催化的电流效率高等特点。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种电活性膜，其特征在于，包括基膜、石墨烯膜、导电网状材料和保护膜；

其中，所述石墨烯膜形成在所述基膜上；所述导电网状材料粘合在所述石墨烯膜上，所述保护膜覆盖在所述导电网状材料上。

进一步，所述基膜为陶瓷膜、聚四氟乙烯膜或玻璃砂芯膜；和/或，导电网状材料为钛网或铂网，所述导电网状材料的厚度不大于0.2mm，密度不大于100目；和/或，保护膜为聚四氟乙烯膜或聚乙烯膜。

进一步，石墨烯膜厚度大于200μm。

本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种电活性膜的制备方法，其特征在于，包括：

S1、利用化学分散法将石墨制成氧化膨胀石墨粉末；

S2、将氧化膨胀石墨粉末与水按比例混合；

S3、使用超声或震动法将氧化膨胀石墨溶解于水中，即制得氧化石墨烯分散液；

S4、将氧化石墨烯分散液用中温还原，形成稳定分散的石墨烯浆料；

S5、使用喷涂、印刷、抽压或旋涂法将石墨烯浆料涂覆于基膜之上；

S6、通过涂抹粘合剂并滚压形成致密石墨烯膜；

S7、将石墨烯膜与导电网状材料粘合，并上覆保护膜，最终形成电活性膜。

进一步，所述S1具体为：

S10、在冰水浴体系下，将1份过200目筛石墨粉加入200～500份质量百分比68％浓硝酸中，搅拌至恒温，再于搅拌条件下不小于半小时内分5次加入5～10份氯酸钾，搅拌至恒温，搁置半小时；

S11、搅拌条件下缓慢升温至20℃，升温时间不小于半小时，恒温后继续搅拌10～15小时；

S12、搅拌条件下缓慢升温至40℃，升温时间不小于半小时，恒温后继续搅拌10～15小时；

S13、不小于半小时内缓慢加入20～40份质量百分比30％双氧水，过滤后用30份质量百分比5％稀盐酸洗涤三次，将滤饼置于不超过50℃条件下烘干，得到氧化膨胀石墨粉末。

进一步，所述S1具体为：