一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法，所述水处理器件按重量份计为高透光树脂73~84份，PVA包覆树枝状酞菁@SiO215~25份，分散剂0.5~2份，成核剂0.2~0.3份。制备方法为：PVA包覆树枝状酞菁@SiO2；干燥称料混合；熔融挤出造粒；挤出定型收卷；3D打印。本发明专利技术制得的水处理器件具有良好的透光性和可见光光催化性能，制备方法简单高效，可应用于污水中有机污染物的光催化降解处理。

A dendritic phthalocyanine@SiO2 water treatment device and its preparation method

The invention discloses a dendritic phthalocyanine@SiO 2 water treatment device and a preparation method thereof. The water treatment device is composed of 73-84 copies of high transparent resin by weight, 15-25 copies of dendritic phthalocyanine@SiO 2 coated by PVA, 0.5-2 copies of dispersant and 0.2-0.3 copies of nucleating agent. The preparation methods are as follows: PVA coated dendritic phthalocyanine@SiO 2; dry weighing and mixing; melt extrusion granulation; extrusion setting and winding; 3D printing. The water treatment device has good light transmittance and visible light photocatalytic activity, the preparation method is simple and efficient, and can be applied to the photocatalytic degradation of organic pollutants in sewage.

【技术实现步骤摘要】
一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法
本专利技术属于环境处理
，具体涉及一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法。
技术介绍
随着工业化进程加速，能源短缺和环境污染问题日益突出。水体污染一直是一个严重的环境问题，水体中即使是微量重金属、染料、药物对人体损害都是极大的。水污染处理方法很多，其中光催化技术是一种利用新能源来解决环境污染问题的有效方法，它利用光催化降解有毒有害物质，提供了一种非常环保治理污染方法。但是目前大部分光催化剂为粉体，难回收成为限制其应用的一大难题，器件化则是解决这个难题的可行方法。中国专利ZL2014108005249公开了一种1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2可见光光催化剂的制备方法及其应用，专利中所述的树枝状酞菁负载SiO2具有活性氧产率高、亲水性好、不易团聚和电子转移率高等优点，可应用于工业污水处理、降解染料废水等领域。但是，固态粉状的树枝状酞菁负载SiO2在实际应用中存在器件化和回收利用问题目前实现器件化方法很多，如将催化剂涂覆在各种材料表面，CN201510118618.2和CN201510118543.8公开了两种光催化涂覆剂的制备方法和涂覆方法，这种方法负载率较高，但较为复杂，且固载的催化剂易脱落。也有与高分子材料直接熔融共混制成各种光催化材料，此法较为简单，但催化剂大部分包覆在高分子内部，造成浪费。3D打印是一种新型的智能增材制造技术，相比传统成型方式相比，具有快速制备、精细化制造、材料利用率高、制件结构可设计等优点。其中熔融沉积成型(FDM)最为普及的3D打印技术，它可将高分子材料打印成复杂结构的器件，以满足不同应用的不同需求。本专利技术设计24面体这种高比表面积模型有利于提高光接触面，而选用高透光树脂则有利于光透过基体树脂与光催化剂接触反应。但是3D打印制件透光性不够理想，本专利技术通过配方设计与工艺优化，控制结晶程度，提高最终制品的透光性。所选用的光催化剂1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2本身也有一定透光性，对其进行PVA包覆，置于水中一方面可形成孔洞，另一方面由于光催化剂需要与污染物接触，与树脂共混中往往被树脂包裹住，通过PVA处理后溶解，则避免该问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法。为了实现本专利技术的目的，具体技术方案如下：一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，由下述的重量百分比组分制成：高透光树脂75~80PVA包覆树枝状酞菁@SiO215~25分散剂0.5~2成核剂0.2~0.3；所述的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2由下述方法制得的：将5wt%PVA水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2。所述的高透光树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或多种。所述的分散剂至少有一种选自硬酯酸、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。所述的成核剂为山梨醇或其衍生物。一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将5wt%PVA水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2；(2)将高透光树脂和步骤(1)中得到的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2分别真空干燥，然后按配比与成核剂、分散剂置于高混机中混匀，得到混合料；(3)将步骤(2)中得到的混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出造料，得到共混颗粒，再将共混颗粒加入到3D线材生产线的单螺杆挤出机中进行挤出定型收卷，得到3D打印线材；(4)将步骤(3)中得到的通过3D打印机打印成高比表面的24面体，得树枝状酞菁@SiO2水处理器件。所述树枝状酞菁@SiO2水处理器件应用于催化降解苯酚。采用上述技术方案后，本专利技术具有如下特点和优点：1、制备方法简单高效，器件可重复利用；2、解决了粉体光催化剂难回收问题；3、能应用于催化降解苯酚。附图说明图1是应用本专利技术实施例1所制备的树枝状酞菁@SiO2水处理器件外形图。图2是应用本专利技术实施例1所制备的树枝状酞菁@SiO2水处理器件多次催化降解苯酚活性对照图。具体实施方式实施例1一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，由下述的重量百分比组分制成：PETG84PVA包覆树枝状酞菁@SiO215硬酯酸0.7山梨醇0.3上述的树枝状酞菁@SiO2水处理器件的制备方法，包括以下步骤：(1)将5wt%PVA水溶液加到1.5kg1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，1000rpm高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2；(2)将真空干燥后8.4kgPETG和步骤(1)中得到的1.5kgPVA包覆树枝状酞菁@SiO2与0.07kg硬酯酸、0.03kg山梨醇置于高混机中混匀，得到混合料；(3)将步骤(2)中得到的混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出造料，得到共混颗粒，料筒温度依次为170、180、185、195、200、205、215、220、215、210℃，螺杆转速为185rpm/min；再将共混颗粒加入到3D线材生产线的单螺杆挤出机中进行挤出定型收卷，料筒温度依次为175、190、210、220、215℃，螺杆转速为24rpm/min，得到3D打印线材；(4)将步骤(3)中得到的通过3D打印机打印成高比表面的24面体，打印温度220℃，得树枝状酞菁@SiO2水处理器件。以500w卤钨灯作为光源（置于双层玻璃夹套(通冷凝水)中，滤光片保证入射光波长λ在420-800nm之间），在250mL浓度为1.35×10-4mol/L的苯酚水溶液中加入树枝状酞菁@SiO2水处理器件（3.0g），进行光催化降解实验，每小时取苯酚水溶液进行紫外-可见光谱分析（根据样品233nm处吸光值来确定降解过程中苯酚水溶液浓度变化），共计5小时；回收产品按上述方法重复两次，得到树枝状酞菁@SiO2水处理器件在可见光条件下多次催化降解苯酚活性图，具体如图2所示。实施例2一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，由下述的重量百分比组分制成：TPU74PVA包覆树枝状酞菁@SiO225聚乙烯蜡0.7山梨醇0.3上述的树枝状酞菁@SiO2水处理器件的制备方法，包括以下步骤：(1)将5wt%PVA水溶液加到2.5kg1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，1000rpm高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2；(2)将真空干燥后7.4kgTPU和步骤(1)中得到的1.5kgPVA包覆树枝状酞菁@SiO2与0.07kg聚乙烯蜡、0.03kg山梨醇置于高混机中混匀，得到混合料；(3)将步骤(2)中得到的混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出造料，得到共混颗粒，料筒温度依次为160、170、180、185、190、195、200、200、195、190℃，螺杆转速为150rpm/min；再将共混颗粒加入到3D线材生产线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，由下述的重量百分比组分制成：高透光树脂 73~84；PVA包覆树枝状酞菁@SiO2 15~25；分散剂 0.5~2；成核剂 0.2~0.3；所述的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2由下述方法制得的：将5wt%PVA 水溶液加到1‑3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2。

【技术特征摘要】
1.一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，由下述的重量百分比组分制成：高透光树脂73~84；PVA包覆树枝状酞菁@SiO215~25；分散剂0.5~2；成核剂0.2~0.3；所述的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2由下述方法制得的：将5wt%PVA水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2。2.根据权利要求1所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，所述的高透光树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，所述的分散剂至少有一种选自硬酯酸、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。4.根据权利要求1所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，所述的成...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宝铨，杨裕金，彭亦如，陈庆华，钱庆荣，肖荔人，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35