[发明专利]一种废水处理用聚砜光催化超滤膜材料及其在废水处理中的应用

说明书

本发明提供了一种以聚砜为膜材料的光催化超滤膜，通过界面聚合生成聚酰胺的方式将二氧化钛纳米颗粒固定在超滤膜表面，并通过合理的制备方法优化保证所形成的聚酰胺层对膜的通量影响程度最低化，实现了在保证膜光催化效能的基础上还能避免光催化颗粒流失和保证超滤性能不受影响的效果。

技术领域

本发明涉及一种膜材料，具体涉及一种废水处理用得聚砜光催化超滤膜材料。

背景技术

二氧化钛光催化技术是近年来发展较为迅速得一项技术，其是根据Ti O2在特定光源照射下，可以分解大部分有机物和少部分无机物，从而减少污染物对人体和环境的危害。但二氧化钛粒子难回收和重复利用是制约二氧化钛光催化氧化技术应用的重要因素。为了克服膜分离和光催化技术各自的弊端，研究人员尝试将膜分离和光催化耦合成光催化膜反应器，期望在保持原有优点的同时，产生耦合协同效应。膜分离和光催化耦合技术是近来年一个新的的热点。

现有技术中关于光催化超滤膜基本都是将光催化颗粒负载在超滤膜表面，但是其缺点在于光催化颗粒容易流失。虽然也有少量文献选择将光催化颗粒与铸膜液共混铸膜，但是镶嵌在膜内得颗粒难以接受到光照射导致光催化效能较低，因此共混铸膜一般应用于普通超滤膜以期光催化颗粒诸如二氧化钛可以提高膜得亲水性，而并非真正的光催化超滤膜。因此，如何涉及膜材料以保证膜在保证光催化效能的基础上还能避免光催化颗粒流失、保证超滤性能是一个亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种聚砜光催化超滤膜，通过合理得制备方法涉及保证了膜材料兼具光催化效能和避免光催化颗粒流失得能力。

具体的，本发明提供了一种废水处理用聚砜光催化超滤膜材料，该膜材料包括聚砜超滤膜和位于聚砜超滤膜表面的聚酰胺/二氧化钛层，所述的聚酰胺/二氧化钛层是通过聚酰胺将二氧化钛固定在聚砜超滤膜上，且所述的聚酰胺/二氧化钛层基本不具有选择透过性能。

具体的，所述的聚酰胺是通过间苯二甲酰氯和哌嗪界面聚合而成。

具体的，所述的膜材料通过以下步骤制备而成：

（1）将聚砜类高聚物、溶剂和添加剂混合超声后制得铸膜液，静止脱泡后在室温下将铸膜液倾倒在玻璃板上刮膜，在空气中静止一段时间后放入凝胶浴中成膜，并将制得的膜置于水中浸泡1-2d形成聚砜超滤膜；

（2）将纳米二氧化钛、十二烷基硫酸钠、间苯二甲酰氯加入到有机溶剂中并加热至40-60℃下搅拌2-4h形成有机相溶液，将哌嗪、pH调节剂溶解在水中形成水相溶液，并调节水相溶液pH为8-12；

（3）将制备得聚砜超滤膜浸入水相溶液中接触10-20s，沥干表面水分后继续浸入有机相溶液中，接触2-4s后取出，除去表面溶液中置于烘箱内干燥5-15min，并在纯水中浸泡12-24h后制得聚砜光催化超滤膜材料。

具体的，步骤（1）中所述的溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的组合；步骤（1）中的所述的添加剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、甘油、乙二醇中的一种或多种的组合。

具体的，步骤（2）中的有机溶剂为环己烷、庚烷、辛烷、Isopar E、Isopar-L、或矿物油中的一种或多种的组合；步骤（2）中所述的ph 调节剂为NaOH。

具体的，有机相溶液中二氧化钛的浓度为0.01-0.5wt%， 十二烷基硫酸钠的浓度为5-7wt%，间苯二甲酰氯的浓度为0.005-1wt%。

具体的，水相溶液中哌嗪的浓度为0.05-1wt%。

具体的，步骤（1）中的凝胶浴为纯水。

另外，本发明还提供了一种根据本发明所提供的聚砜光催化超滤膜材料可以在废水处理中得到应用，具体的是脱除废水中的污染物。