[发明专利]一种MXene-PANI协同的污水处理复合膜及其制备方法

权利要求书

1.一种Mxene-PANI协同的污水处理复合膜，其特征在于，包括基体和沉积形成于所述基体内的污水处理填料；

其中，所述污水处理填料是MXene粉末和PANI粉末的混合填料。

2.如权利要求1所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜，其特征在于，所述MXene粉末和PANI粉末的质量比例为1:25。

3.如权利要求1所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜，其特征在于，所述基体为含有聚醚砜的复合膜。

4.一种Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将Ti₃AlC₂与氢氟酸和氟化锂反应，通过离心机用蒸馏水洗涤反应溶液，最后使反应溶液在pH＞6的条件下收集上层清液，上层清液即为MXene溶液，再通过真空冷冻干燥机收集MXene粉末；

S2：将聚苯胺与过硫酸铵和浓盐酸反应，静置12h后通过抽滤装置收集PANI粉末并放入烘箱干燥；

S3：将MXene粉末和PANI粉末加入到有机溶剂中并在水浴超声中分散均匀，再向其中加入聚醚砜和添加剂进行机械搅拌，最后在70℃下加热搅拌6h形成均匀的铸膜液；

S4：将铸膜液放在真空烘箱中进行真空脱泡，用刮膜棒刮膜并将其放到凝固浴中进行相转化成膜得到污水处理复合膜；

S5：将所制得的污水处理复合膜放入污水处理池中，分析污水处理复合膜的抗污染性能。

5.如权利要求4所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，所述MXene粉末的制备方法还包括原位氢氟酸刻蚀法、碱溶液刻蚀法和直接氢氟酸法，所述原位氢氟酸刻蚀法利用氟化锂与盐酸混合液或含氟酸性溶液刻蚀MAX相合成Mxene；所述碱溶液刻蚀法在加热条件下利用碱性溶液刻蚀MAX相合成Mxene；所述直接氢氟酸法利用氢氟酸刻蚀MAX相合成MXene。

6.如权利要求4所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚甲基丙烯酸甲酯，其含量为1-3％；有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或N-甲基吡咯烷酮，其含量为71-84％。

7.如权利要求4所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的凝固浴为去离子水，凝固浴温度为20-50℃。

8.如权利要求4所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的水浴超声条件为：功率为60-120W，时间为1-2h。

9.如权利要求4所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的机械搅拌的条件为：加热温度为50-90℃，加热时间为3-9h；铸膜液静置脱泡条件为：温度为20-50℃，时间为12-48h。

10.如权利要求4所述的Mxene-PANI协同的污水处理复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的自制刮膜棒刮刀厚度为200-220μm。