[发明专利]具有光催化作用的聚苯二酰胺混合基质超滤膜及制备应用

说明书

本发明涉及一种具有光催化作用的聚苯二酰胺混合基质超滤膜及其制备与应用，混合基质超滤膜包括基质膜和改性颗粒，所述改性颗粒附着在基质膜上，所述基质膜的组成为聚间苯二甲酰间苯二胺，所述改性颗粒为ZnO/TiO₂复合材料。制备方法具体为：(a)取聚间苯二甲酰间苯二胺、助溶剂和ZnO/TiO₂复合材料加入到有机溶剂中并搅拌均匀，后静置脱泡，得到铸膜液；(b)将步骤(a)得到的铸膜液刮涂于基板上，后置于水中进行分相，再经后处理即得到所述的PMIA混合基质超滤膜。与现有技术相比，本发明通过加入ZnO/TiO₂提升膜的亲水性和抗污染能力，从而提升膜的循环使用率。

技术领域

本发明涉及膜制备技术领域，具体涉及一种具有光催化作用的聚苯二酰胺混合基质超滤膜及其制备与应用。

背景技术

超滤膜筛分过程是以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。超滤膜的工业应用十分广泛，可用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品等生物、医药行业中以及食品工业中；还可用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置中。目前，超滤操作已成为新型化工单元操作之一。

通过对传统制膜方法的优化，提升膜的通量和抗污染能力，是目前膜分离技术得以发展和推广应用的关键所在。

中国专利(公开号：CN107158960A)公开了一种高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法，将聚醚醚酮浓硫酸进行磺化，清洗至中性，干燥得到磺化聚醚醚酮；然后将0.01～1wt％处理好的氧化石墨烯加和0.01～10wt％磺化聚醚醚酮到N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，放入细胞粉碎机内处理，得到分散液；再将添加剂加入氧化石墨烯和磺化聚醚醚酮的分散液，搅拌，随后加入已经干燥好的PMIA，于80℃下溶解，机械搅拌后真空脱泡备用，刮制成膜。该专利工艺操作简单，采用该专利的方法，所制备的纳滤膜接触角从原来的78°左右降低至45°左右，提高了膜的亲水性和抗污染性能。但是该方法制备得到的膜光催化活性及稳定性不足，截留效率低。

发明内容

本发明的目的就是提供一种具有光催化作用的聚苯二酰胺混合基质超滤膜及其制备与应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种具有光催化作用的聚苯二酰胺混合基质超滤膜(聚苯二酰胺指代聚间苯二甲酰间苯二胺)，所述混合基质超滤膜包括基质膜和改性颗粒，所述改性颗粒附着在基质膜上，所述基质膜的组成为聚间苯二甲酰间苯二胺，所述改性颗粒为ZnO/TiO₂复合材料，粒径为30～60nm。

所述混合基质超滤膜的厚度为80～120μm，孔径为50～80μm。

一种具有光催化作用的聚苯二酰胺改性超滤膜的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：

(a)取聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)、助溶剂和ZnO/TiO₂复合材料加入到有机溶剂中并搅拌均匀，后静置脱泡，得到铸膜液；

(b)将步骤(a)得到的铸膜液刮涂于基板上，后置于水中进行分相，再经后处理即得到所述的PMIA混合基质超滤膜。

步骤(a)中，所述助溶剂为氯化锂(LiCl)，所述有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。

步骤(a)中，ZnO/TiO₂复合材料、PMIA、LiCl、DMAC的质量比为(0.1～0.5):12:4.5:(83～83.4)。

步骤(a)中，铸膜液中聚间苯二甲酰间苯二胺的质量浓度控制在10～14％，优选为12％。