[发明专利]一种疏水透气光催化聚合物纳米复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种疏水透气光催化聚合物纳米复合膜及其制备方法和应用，其水接触角为145°‑155°，包括网状基底和由混合浆料在非溶剂气氛中经蒸气诱导相分离后固化于该网状基底上的聚合物膜层。本发明通过蒸气诱导相分离与表面涂覆技术，使氢化苯乙烯三嵌段共聚物在高强网状基底上经蒸气诱导相分离过程，从而产生三维网孔状微观结构且纳米粒子均匀粘附在嵌段共聚物基体上，所需原料价格低廉，来源广泛，无需用到复杂且昂贵的仪器设备与危险化学品，也无需复杂的化学处理过程，制备过程简单高效、安全，所涉及的溶剂可完全回收因而环保。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种疏水透气光催化聚合物纳米复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

现今，空气污染己成为全球性威胁，导致人类发病率和死亡率不断增加。特别是最近因呼吸道冠状病毒在全球范围内持续扩散，导致超亿人感染、超200万人死亡，给人类生存带来严重威胁，也使全球经济遭受巨大损失。呼吸道冠状病毒的主要传播途径是飞沫传播，同时Doremalen等人(New England Journal of Medicine 2020，382，(16)1564-1567)发现病毒可以在空气中悬浮至少3h以上。另外，在医护环境、公共空间，由于开展的活动多种多样，空气中不可避免的含有许多微小物质或颗粒，如PM2.5、细菌、病毒、真菌等，给人们的身心健康带来极大威胁。鉴于此，研究者们正在寻求可持续且有效的空气净化技术。

膜过滤被认为是空气净化最为有效和可靠的物理截留方法。A.Claudi等人(Materials ScienceEngineering C，2019，102，718-729)用静电纺丝的方法在基材上沉积新型银/聚丙烯腈(Ag/PAN)纳米纤维膜，具有低压降和高过滤效率，同时负载的纳米Ag也表现出较好的抗菌活性。但是，这种静电纺丝法制备膜材料的效率较低，难以推广、规模化生产且成本高昂。

基于纳米材料的特异性功能，在光辅助下对空气过滤过程进行光催化处理的空气净化技术受到了广泛的关注。但是，如何通过简便工艺制备出性能优异且能应用于实际的空气净化膜滤芯仍然是一个巨大的挑战。E.Iliana等(Chemosphere，2020，257，127236)用Ag和Cu掺杂TiO₂，以珍珠岩为负载基体制备光催化材料，该光催化材料在空气净化时表现出优异的抗菌活性，但是其制备过程较为复杂。

光催化空气净化膜滤芯的材料必须耐用且高效，风阻低即低压降，还需其制备工艺简便，生产成本低，并能灵活满足不同特定需求才能应用于实际，这也导致其推广和实际使用存在极大的难度。熊晓鹏等(CN105925113A和CN103013024A)公开的超疏水、三维网孔薄膜尽管具有很好的防水透气性能，然而采用的聚合物为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物中存在具有反应活性的孤立双键，对光催化过程以及再次使用所需消杀过程的紫外-可见光辐照、酒精消杀比较敏感，易于老化、降解，所以并不适合用作光催化空气净化膜滤芯。因此，迫切需要开发出一种制备工艺简便、性价比高、耐用的光催化空气净化膜滤芯，这将具有重大的社会意义和经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种疏水透气光催化聚合物纳米复合膜。

本发明的另一目的在于提供上述疏水透气光催化聚合物纳米复合膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述疏水透气光催化聚合物纳米复合膜的应用。

本发明的技术方案如下：

一种疏水透气光催化聚合物纳米复合膜，其水接触角为145°-155°，包括网状基底和由混合浆料在非溶剂气氛中经蒸气诱导相分离固化于该网状基底上的聚合物膜层，

该网状基底经氢化苯乙烯三嵌段共聚物溶液浸泡预处理，该氢化苯乙烯三嵌段共聚物溶液由溶剂和氢化苯乙烯三嵌段共聚物组成；