[发明专利]一种光催化污水处理膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种光催化污水处理膜的制备方法及其应用，涉及污水处理技术领域。该光催化污水处理膜的制备方法，包括，通过减压抽滤的方式，将8‑巯基鸟苷‑聚多巴胺改性g‑C₃N₄和/或5‑巯基甲脲嘧啶‑聚多巴胺改性g‑C₃N₄抽滤到醋酸纤维膜上即可。本发明制得的光催化污水处理膜具有优异的膜通量，提高对有机污染物的截留，在可见光照的条件下，增强对有机污染物的降解，有效防止膜污染问题，提升膜通量，增强膜分离性能，尤其在油水分离方面具有优异的分离效果，在水纯化处理方面具有巨大应用前景。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种光催化污水处理膜的制备方法及其应用。

背景技术

随着世界工业化发展，水污染日益严重，水中的污染物也呈现出多样化的趋势，常见的污染物包括有毒重金属、自然毒素、药物、有机污染物等。常见的净化技术有氯气、臭氧和紫外线消毒以及过滤、吸附、静置等，但是这些方法对新生的污染物往往不是非常有效，并且可能导致二次污染。近年来，由于光催化技术无污染、安全等特点，利用光催化技术处理与降解污染物已经成为了环境领域的研究热点。

光催化氧化与膜技术的组合工艺在近些年被发展起来。这种使用光催化－膜复合技术而形成的装置常被称为光催化膜反应器。因为膜技术能简单有效地实现光催化剂颗粒的分离，因此光催化－膜复合技术或光催化膜反应器在近几年受到很大重视并快速发展，在光催化氧化研究领域中已占有重要地位。现有技术的光催化薄膜普遍存在光催化剂负载不均匀，易团聚，催化活性低等问题，并且存在基体耐热性差，难以有效回收利用等缺点。

聚合物类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有类似石墨烯的结构，由于其优异的化学稳定性和独特的电子能带结构，可作为太阳能转化、环境污染物降解的催化剂而得到了广泛关注。并且g-C₃N₄制备原料便宜易得、制备方法简单，可作为廉价、稳定、不含金属的可见光光催化剂应用于光催化降解污染物、水分解制氢制氧及有机合成领域。然而光生电荷易复合，使得g-C₃N₄的催化活性还不能满足大规模应用的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光催化污水处理膜的制备方法及其应用，该光催化污水处理膜具有优异的膜通量，提高对有机污染物的截留，增强光催化降解性能，且具有良好的油水分离效果。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种光催化材料，包括，8-巯基鸟苷-聚多巴胺改性g-C₃N₄和/或5-巯基甲脲嘧啶-聚多巴胺改性g-C₃N₄。采用8-巯基鸟苷-聚多巴胺或5-巯基甲脲嘧啶-聚多巴胺改性g-C₃N₄，使得材料能隙减小，进一步提高对可见光的吸收，加速光电子的转移和避免了空穴-电子的结合，加强对有机染料的吸附降解能力，提升降解速率，进而提高氮化碳的催化降解能力。

本发明还公开了上述的光催化材料在污水处理或水分解制氢制氧或有机合成领域的用途。

优选地，8-巯基鸟苷和/或5-巯基甲脲嘧啶在降低光催化材料能隙、提升有机染料去除率、增强催化降解性能中的用途。

上述光催化材料的制备方法，包括：

取盐酸多巴胺加入g-C₃N₄悬浮液中，搅拌混合均匀；然后加入含8-巯基鸟苷或5-巯基甲脲嘧啶的Tris-HCl缓冲溶液，调节pH，加热反应，离心、洗涤，干燥即得光催化材料。