[发明专利]一种抗污染膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗污染膜的制备方法，包括：(1)制备形成NPC‑Ag复合材料；(2)将所述NPC‑Ag复合材料共混至膜材料中以形成所述抗污染膜。本发明通过将NPC‑Ag共混至膜材料中，从而能够提高纳米Ag在膜材料中的结合力，防止其脱落，同时NPC的使用使得Ag能够均匀的分布在膜材料的表面，防止团聚现象的发生，从而提高膜材料的抗污染性能；本发明的NPC‑Ag混合物的制作方法，能够使得Ag与NPC的混合更加均匀，同时通过高压汞灯的照射能够使得Ag⁺向Ag⁰高效稳定还原，有效控制还原过程中的粒径生长；在本发明的制备方法中超声和甲醇的使用能够极大地提高NPC粉末在液相中的分散度，从而利于与AgNO₃的混合。

技术领域

本发明涉及膜材料技术领域，具体涉及一种抗污染膜的制备方法。

背景技术

膜材料因其卓越的过滤性能而在环保领域得到广泛应用，例如，在水处理领域，膜材料的应用能够对水中的污染物进行过滤，从而实现污水的净化；但膜污染是膜材料应用的最大障碍之一，膜污染能够堵塞膜的孔洞结构，进而导致膜材料过滤效果急剧降低甚至消失。

对此，现有技术存在较多的方法来进行膜污染的防治，如利用酸碱等物质对污染的膜材料进行清洗，从而将膜表面和孔中的污染物进行清除，使得膜部分恢复过滤性能；但酸碱等物质的使用不仅会对有机膜材料造成不可逆的破坏，更会带来二次污染，增加运行维护成本，难以彻底解决问题。

现有技术还存在将抗菌材料，如银离子或纳米银负载至膜材料内部，由于银系材料具有优异的抗菌效果，使得负载纳米银后的膜材料具有抗生物污染的效果，从而可以延长膜材料的使用周期，避免膜材料被生物类污染物快速堵塞。但小粒径纳米银在铸膜液配制和成膜过程中非常容易“团聚”，团聚长大后的纳米银不仅更容易脱落，其抗菌特性也会大幅度降低，同时负载在膜材料上的银离子易于脱落，这成为限制该方法广泛应用的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的抗污染膜的制备方法，且本发明制备的抗污染膜能够防止银团聚现象的发生，从而提高膜材料的抗污染性能。

一种抗污染膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备形成NPC-Ag复合材料；

(2)将所述NPC-Ag复合材料共混至膜材料中以形成所述抗污染膜。本发明所称的NPC的全称为Nanoporous carbon，NPC为纳米多孔碳的英文缩写，Ag为银，NPC-Ag定义为纳米多孔碳与银的复合材料。多孔碳材料由于具备大比表面积、均一的孔道结构、刚性的框架、优良的化学性质及良好的热稳定性等优点，可以是制备功能材料的理想载体。金属有机骨架(MOFs)是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料；MOFs材料组成、结构和孔径的灵活可控的独特特点带来了其形貌设计的多样性和可操作性，因此MOFs材料可以用作制备各种形貌纳米多孔材料。MOFs类前驱体的孔结构可以很大程度被转移至NPC材料上，从而提供特定的微观结构和表面特性；同时MOFs可通过替换金属离子或侨连配体，炭化后获得均匀负载金属、杂原子掺杂的多孔碳材料。沸石咪唑酯骨架(ZIFs)是MOFs材料的重要分支，发明人发现以此为前驱体制备的衍生多孔碳完好的保留了正十二面体笼状结构，较大的比表面积为纳米银提供了充足均匀的负载空间，表面存在多个有机键，这使得NPC-Ag复合材料能够与有机膜材料之间结合更加紧密，极大地减少纳米银A从膜材料表面脱落，提高抗污染性能。

进一步地，步骤(1)中制备形成所述NPC-Ag复合材料，其包括如下步骤：

S1、制备形成NPC粉末；

S2、将所述NPC粉末与AgNO₃溶液混合形成混合液，将所述混合液采用高压汞灯光照处理，将高压汞灯处理后的所述混合液离心，干燥，研磨，即得所述NPC-Ag复合材料。