[发明专利]一种基于协同分离和光芬顿自清洁的复合膜

说明书

本发明公开了一种基于协同分离和光芬顿自清洁的复合膜，该复合膜由氧化石墨烯、聚丙烯酸和NH₂‑MIL‑88B(Fe)三者复合而成。复合膜制备方法：将氧化石墨烯粉末超声分散于水中，配成浓度0.05mg/mL的均匀分散液；将NH₂‑MIL‑88B(Fe)加入分散液中，超声分散，得到均匀的混合悬浮液；将聚丙烯酸加入悬浮液中，超声分散，形成均匀的PAA@NM88B/GO悬浮液；将PAA@NM88B/GO悬浮液倒入装有尼龙膜基底的真空过滤器中，用真空抽滤法制备成复合膜。本发明制备的复合膜在提高水通量的同时有效保留了染料的截留率，并且具有自清洁效果，为氧化石墨烯膜的商业推广提出新思路。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其是一种基于协同分离和光芬顿自清洁的PAA@NM88B/GO复合膜。

背景技术

膜分离技术由于操作简单、节能高效，已成为解决全球能源、环境和水资源重大问题的常用支撑技术之一。其中氧化石墨烯(GO)是一种常见的膜分离材料，其具有丰富的含氧官能团，层间间距可调的优点，但是，膜在分离过程中积累的污染物难以用常规的清洗方法去除，使膜更容易被污染，降低了膜的使用寿命。为了解决这一问题，开发一种具有自清洁的新型氧化石墨烯复合膜是具有重要意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于协同分离和光芬顿自清洁的PAA@NM88B/GO复合膜，及该复合膜的制备方法。

本发明提供的PAA@NM88B/GO复合膜的制备方法如下：

步骤S1、NH₂-MIL-88B(Fe)的制备

S11、取FeCl₃·6H₂O和2-氨基对苯二甲酸溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，超声分散10min，形成均相溶液；

S12、将均相溶液加入高压釜中，110℃下反应12h，待自然冷却后，用DMF和无水乙醇洗涤离心3次，得到NH₂-MIL-88B(Fe)，简称NM88B；

S13、最后将合成的棕色NM88B在70℃真空烘箱中干燥12h。

步骤S2、PAA@NM88B/GO复合膜的制备

S21、将氧化石墨烯(GO)粉末超声分散于水中，配成浓度0.05mg/mL的均匀分散液。

S22、将NM88B加入分散液中，超声分散30分钟，得到均匀的混合悬浮液。

S23、将聚丙烯酸(PAA)加入悬浮液中，超声分散30min，形成均匀的PAA@NM88B/GO悬浮液。

S24、将PAA@NM88B/GO悬浮液倒入装有尼龙膜基底(孔径0.2μm)的真空过滤器中，用真空抽滤法制备成膜，即为PAA@NM88B/GO复合膜。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

(1)本发明的PAA@NM88B/GO复合膜中，PAA@NM88B嵌入到GO片中，促使GO间距增大。

(2)NM88B中的氨基可以与氧化石墨烯和PAA形成氢键和静电作用，增强膜的稳定性。

(3)单一的氧化石墨烯膜表面褶皱，无明显缺陷，不利于水的运输；本发明的复合膜中，PAA@NM88B插入氧化石墨烯，增加层间距和亲水性，有利于水的运输。

(4)PAA@NM88B/GO复合膜继承了NM88B的光吸收，在整个紫外光和可见光区域的吸收增强，该复合膜具有良好的捕光能力，有利于增强光芬顿活性，使得复合膜具有良好的光芬顿性能和自清洁性能。