[发明专利]一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法是按以下步骤完成的：

一、制备催化剂负载层：

向缓冲溶液中加入具有负载功能的有机物，得到负载层溶液；

步骤一中所述的缓冲溶液为缓冲剂溶解到水中得到的，其中缓冲剂的浓度为0.1mmol/L～25mmol/L；

步骤一中所述的具有负载功能的有机物为均苯三甲酸、甲壳素、壳聚糖、纤维素、葡萄糖、果糖、半乳糖和谷氨酸中的一种或其中几种的混合物；

二、采用方法一、方法二或方法三在无机膜表面负载负载层，得到负载有负载层的无机膜，再煅烧，得到改性无机膜；

步骤二中所述的煅烧的氛围为氦气气氛、氮气气氛、氙气气氛或是真空气氛；步骤二中所述的煅烧温度为600℃～1200℃，煅烧时间为6h～12h，煅烧的升温速率为3℃/min～15℃/min，煅烧时的气流量为150mL/min～250mL/min；

三、将过渡金属的化合物分散到溶剂中，再搅拌，得到催化剂种子溶液；

步骤三中所述的过渡金属的化合物为高锰酸钾、氯化铁、硝酸铁、硝酸钴、氯化钴和硫酸铜中的一种或其中几种的混合物；

步骤三中所述的催化剂种子溶液中过渡金属的化合物的浓度为1mmol/L～200mmol/L；

四、将改性无机膜浸入到催化剂种子溶液中5h～18h，得到基于原位还原的无机改性膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的缓冲剂为硼酸和硼砂的混合物、柠檬酸和柠檬酸钠的混合物、乙酸-乙酸钠的混合物、磷酸二氢钠-磷酸氢二钠的混合物、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐或硼砂和氢氧化钠的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于所述的硼酸和硼砂的混合物中硼酸和硼砂的摩尔比为1:(1～70)；所述的柠檬酸和柠檬酸钠的混合物中柠檬酸与柠檬酸钠的摩尔比为(1～20):(1～20)；所述的乙酸-乙酸钠的混合物中乙酸与乙酸钠的摩尔比为(1～10):(1～20)；所述的磷酸二氢钠-磷酸氢二钠的混合物中磷酸二氢钠与磷酸氢二钠的摩尔比为(1～15):(1～20)；所述的硼砂和氢氧化钠的混合物中硼砂与氢氧化钠的摩尔比为(1～5):1。

4.根据权利要求1所述的一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的负载层溶液中具有负载功能的有机物的浓度为0.2g/L～25g/L。

5.根据权利要求1所述的一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的无机膜为商品无机膜，所述的商品无机膜为Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、SiO₂、沸石和玻璃中的一种或几种的复合物。

6.根据权利要求1所述的一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的方法一为：①、将负载层溶液均匀涂覆到无机膜的表面，再干燥；②、重复步骤①3次～50次，得到负载有负载层的无机膜；步骤二中所述的方法二为：将无机膜浸入到负载层溶液中0.5h～1h，取出后干燥，得到负载有负载层的无机膜；步骤二中所述的方法三为：①、将无机膜浸入到负载层溶液中，再提拉镀膜，最后干燥；②、重复步骤①3次～50次，得到负载有负载层的无机膜；步骤二中所述的干燥为冷冻干燥、自然通风干燥和使用烘箱烘干，干燥的温度小于40℃，干燥的时间为3h～10h。

7.根据权利要求1所述的一种基于原位还原的无机改性膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述的搅拌速度为500r/min～1000r/min，搅拌时间为1h～2h；步骤三中所述的溶剂为水、乙二醇、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。