一种具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种具有光催化性能的凹凸棒石‑类石墨相氮化碳复合陶瓷中空纤维微滤膜及其制备方法。将凹凸棒石‑类石墨相氮化碳复合材料颗粒加入溶剂中，制得聚醚砜铸膜液，铸膜液通过纺丝头挤出，经过一段空气间隙后进入凝固浴固化成型，经过烧结得到具有光催化性能的凹凸棒石‑类石墨相氮化碳复合陶瓷中空纤维微滤膜。该中空纤维微滤膜由纤维状的凹凸棒石和具有光催化性能的类石墨相氮化碳聚合物共同组成，利用类石墨相氮化碳的光催化性能可以实现光催化和膜分离过程的耦合；由于类石墨相氮化碳聚合物通过化学键合作用均匀分散固载在膜层的凹凸棒石表面，有效避免了颗粒状类石墨相氮化碳在独自使用过程中易团聚、难分离及难重复使用等不足。

A good photocatalytic performance of attapulgite graphite carbon nitride composite hollow fiber membrane and preparation method and application thereof

The present invention relates to a photocatalytic performance of attapulgite graphite carbon nitride composite ceramic hollow fiber microfiltration membrane and preparation method thereof. The attapulgite graphite carbon nitride composite particles added to the solvent, preparation of polyethersulfone membrane casting solution, the casting solution by extrusion spinning head, after a period of air gap into the coagulation bath curing, after sintering with photocatalytic properties of attapulgite type graphite carbon nitride composite ceramic hollow fiber membrane. The hollow fiber microfiltration membrane by Attapulgite fibers and photocatalytic properties of graphite like carbon nitride polymer composed of coupling using graphite like carbon nitride photocatalytic performance can achieve photocatalysis and membrane separation process; because of the type of graphite carbon nitride polymer chemically immobilized on film cooperation the surface of attapulgite with uniformly dispersed, effectively avoid the granular Shi Moxiang like carbon nitride alone used in the process of agglomeration, difficult to separate and difficult to repeat use and other issues.

【技术实现步骤摘要】
一种具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤膜及其制备方法，属于陶瓷膜制备

技术介绍
中空纤维陶瓷膜不但具有陶瓷材料优良的热稳定性、化学稳定性和持久性，适用于强酸、强碱和高温等苛刻环境下的分离体系而且比表面积大、单位体积装填密度高，在商业用地费用较高的今天，可极大节约运行成本，具有重要实际应用价值。目前主要的中空纤维陶瓷微滤膜主要由Al2O3、TiO2、ZrO2等陶瓷颗粒制备而成，其起分离作用的皮层孔道是由陶瓷颗粒堆积而成，由于陶瓷颗粒本身形状及空间堆积方式的限制，分离层孔隙率不高，限制了膜渗透通量的提高。与陶瓷颗粒相比，陶瓷纤维构建的分离层不仅具有陶瓷材料固有的耐高温、化学稳定性好，使用寿命长等特点，还兼具了纤维材料的高孔隙率、高比表面积等优点。首先，在形成筛孔结构时，陶瓷纤维可以将大孔分割成小孔形成连通的孔道，使其总孔隙率能够超过70％，接近常规陶瓷粒子陶瓷膜分离层孔隙率的两倍，获得高通量；其次，陶瓷纤维材料提高了膜层弹性模量和抗热应力，使其具有高抗热震稳定性。C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有光催化性能的凹凸棒石‑类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤膜，其特征在于，是由分离层基质和分布其中的凹凸棒石‑类石墨相氮化碳复合材料所构成；所述的凹凸棒石‑类石墨相氮化碳是指以凹凸棒石为载体，在其表面负载类石墨相氮化碳。

【技术特征摘要】
1.一种具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤膜，其特征在于，是由分离层基质和分布其中的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合材料所构成；所述的凹凸棒石-类石墨相氮化碳是指以凹凸棒石为载体，在其表面负载类石墨相氮化碳。2.根据权利要求1所述的具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤膜，其特征在于，所述的分离层基质是陶瓷材料，优选碳化硅、硅藻土、莫来石、氧化铝、氧化锆或者氧化钛中的一种或者几种的混合；类石墨相氮化碳固载在凹凸棒石表面，类石墨相氮化碳质量为凹凸棒石的2～50%；凹凸棒石的纤维长度为500～2000nm，直径为30～70nm，凹凸棒石含量不小于95wt%；所述的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合材料的重量是分离层基质的重量的50～65%(优选55～60%)。3.一种具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，按重量份计，在150～200份有机溶剂中加入25～30份凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合材料颗粒和20～28份陶瓷材料颗粒，超声混合均匀，然后加入20～35份聚合物，球磨均匀之后，再加入5～8份致孔剂，真空脱气，得到铸膜液；第2步，通过高压注射泵使得铸膜液通过纺丝头在内芯液和外凝固浴的作用下成型，成型后置于外凝固浴中以完成相转化，晾干，焙烧后得凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合陶瓷中空纤维微滤膜。4.根据权利要求3所述的具有光催化性能的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合中空纤维微滤的制备方法，其特征在于，所述的第1步中，所述的凹凸棒石-类石墨相氮化碳复合材料颗粒的制备方法是：首先将凹凸棒石进行表面硅烷偶联剂改性，再将三聚氰胺在其表面接枝反应，经过空气或氧气气氛下的烧结之后，使凹凸棒石的表面生成类石墨相氮化碳；所述的第1步中，陶瓷材料颗粒的材质优选碳化硅、硅藻土、莫来石、氧化铝、氧化锆或者氧化钛中的一种或者几种的混合；所述的第1步中，有机溶剂是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或者1-甲基-2-吡咯烷酮中的一种；所述的第1步中，致孔剂选自聚甲基吡咯烷酮、PEG-400、PEG-600、PEG-800；所述的第1步中，聚甲基吡咯烷酮选自K13-18、K23-27、K90；所述的第1步中，聚合物选自聚醚砜或者聚丙烯腈；所述的第2步中，所述的球磨时间优选是36～72h，室温下搅拌时间优选是6小时，真空脱气时间优选是4h；所述的第2步中，外凝固浴采用去离子水；内芯液选自去离子水、去离子水与1-甲基-2-吡咯烷酮的混合物、乙醇；所述的第2步中，在外凝固浴中保持的时间优选是12～48h；所述的第2步中，焙烧过程中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，薛爱莲，周守勇，赵宜江，范兆如，李梅生，邢卫红，吴飞跃，张莉莉，褚效中，黄进，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32