一种抗污染型光催化降解共混膜制造技术

本发明专利技术公开了一种抗污染型光催化降解共混膜。其制备步骤：高温下将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于稀释剂形成PVDF透明溶液；将氧化锌(ZnO)、羧基化碳纳米管(MWCNTS)分别加入稀释剂中超声处理得到MWCNTS混合液(A)和ZnO混合液(B)；将A、B依次加入PVDF铸膜液中搅拌均匀，MWCNTS和ZnO原位反应生成MWCNTS‑ZnO复合物；采用热致相转化法制备MWCNTS‑ZnO/PVDF共混膜。MWCNTS‑ZnO/PVDF共混膜结构稳定，强度高，且具有光降解、自洁、抗污染的优点，适用于染料废水的规模化处理。

An anti pollution photocatalytic degradation blend film

【技术实现步骤摘要】
一种抗污染型光催化降解共混膜
本专利技术涉及水处理用的分离膜制造
，具体涉及一种抗污染型光催化降解共混膜。
技术介绍
染料废水是环境重点污染源之一，具有排放量巨大、成分复杂、有机污染多、污染物浓度高、色度大、生化性差和水质变化大等诸多特点，已成为废水处理中的难题。GB4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》的颁布实施，环保部对工业废水“零排放”口号的提出，以及产业升级、水价提升和排放总量控制等措施陆续出台，要求染料制造、印染等企业必须对废水进行深度处理及回用，染料废水治理的成效直接关系到“生态文明”整体目标的实现。膜法水处理具有选择性好、无化学添加、能耗低和操作简便等优点，在印染废水处理方面有广阔的应用前景。聚偏氟乙烯(PVDF)具有优良的热稳定性、耐老化性和价格低廉等特点，因而PVDF膜在众多膜中脱颖而出在废水处理领域被广泛应用，但PVDF膜的强度、抗污染性较差差，限制了其更大规模的工业应用。为了改善PVDF膜的强度及抗污染性，许多研究人员采用无机纳米粒子共混的方法，这种方法可以兼容有机基体和无机粒子的优点，但存在无机纳米粒子的添加量小、铸膜液的稳定性降低和在使用过程中膜中的无机粒子易剥离等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗污染型光催化降解共混膜，具体为羧基化碳纳米管(MWCNTS)-氧化锌(ZnO)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混膜。MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜强度高、结构稳定，且具有高亲水性和自清洁性，可用于有机染料废水的分离和降解。本专利技术技术方案如下：一种抗污染型光催化降解共混膜，其制备步骤如下：(1)在一定温度下，将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于稀释剂形成PVDF铸膜液；(2)将氧化锌(ZnO)、羧基化碳纳米管(MWCNTS)分别加入稀释剂中超声处理得到MWCNTS混合液(A)和ZnO混合液(B)；(3)将A、B依次加入PVDF铸膜液中搅拌均匀；(4)在PVDF铸膜液中，MWCNTS和ZnO发生反应得到MWCNTS-ZnO复合物；(5)将步骤(4)得到的铸膜液刮涂在玻璃板上；(6)将步骤(5)得到的带有铸膜液的玻璃板放入水凝固浴中通过热致相转化法制备MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜。进一步的，步骤(1)中的温度为180℃-200℃。进一步的，步骤(1)中的稀释剂为磷酸三乙酯(TEP)。进一步的，步骤(2)所述的超声处理的时间为30min。进一步的，步骤(3)所述的搅拌时间为5h-7h。进一步的，步骤(5)所述的刮膜温度为170℃-190℃。进一步的，步骤(6)所述的凝固浴温度为0℃-80℃。本专利技术的有益效果在于：(1)利用氧化锌的光催化作用可降解膜表面沉积的染料，膜的自洁性提高；(2)MWCNTS-ZnO复合物的生成提高了ZnO混入量和掺混稳定性，膜的强度提高；(3)在MWCNTS和ZO的原位反应过程中，易将PVDF分子圈在MWCNTS-ZnO环系中形成复合体，复合体与PVDF分子相容性较好，铸膜液的稳定性提高；(4)MWCNTS-ZnO具有良好的亲水性，膜的抗污染性提高；(5)在紫外光催化下，MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜可用于降解染料(如亚甲基蓝、对硝基苯酚、甲基橙和罗丹明B等)废水，成本低廉，操作简便，易于染料废水的规模化处理。附图说明图1为MWCNTS-ZnO的分子结构示意图；图2为本专利技术实施例1中MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜截面的扫描电镜图片。具体实施方式实施例1：本实施例展示一种具备高亲水自清洁性的MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜，具体实施步骤如下：(1)在180℃下，将PVDF溶于TEP中形成PVDF铸膜液；(2)将氧化锌(ZnO)、羧基化碳纳米管(MWCNTS)分别加入稀释剂中进行30min的超声处理得到MWCNTS混合液(A)和ZnO混合液(B)；(3)将A、B依次加入PVDF铸膜液中搅拌6h；(4)在PVDF铸膜液中，MWCNTS和ZnO发生反应得到MWCNTS-ZnO复合物；(5)将步骤(4)得到的铸膜液在190℃氛围下刮涂在玻璃板上；(6)将步骤(5)得到的带有铸膜液的玻璃板放入0℃的水凝固浴中通过热致相转化法制备MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜；(7)用动态接触角测定仪测量MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜，该膜在空气环境中对2uL纯水的接触角在45°左右，具有较好的亲水性；(8)用电子拉力试验机测试MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜，该膜的拉伸强度为10MPa，具有较高的强度。(9)将MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜剪成2块3×3cm的正方形膜片，将其分别置于50mL亚甲基蓝溶液中，亚甲基蓝溶液的浓度为10mg/L，然后分别放入恒温震荡箱中震荡，在搅拌的条件下分别进行太阳光和紫外照射，照射时间为3h，取照射后的亚甲基蓝浓度和照射前作对比，发现在太阳光下共混膜对亚甲基蓝的降解率达到70％，而在紫外照射下的降解率更是可以达到92％，这体现了共混膜优异的自清洁能力，可以大大提高膜的抗污染能力，也可以降低膜的清洁成本。实施例2：本实施例展示一种具备高亲水自清洁性的MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜，具体实施步骤如下：(1)在190℃下，将PVDF溶于TEP中形成PVDF铸膜液；(2)将氧化锌(ZnO)、羧基化碳纳米管(MWCNTS)分别加入稀释剂中进行30min的超声处理得到MWCNTS混合液(A)和ZnO混合液(B)；(3)将A、B依次加入PVDF铸膜液中搅拌6h；(4)在PVDF铸膜液中，MWCNTS和ZnO发生反应得到MWCNTS-ZnO复合物；(5)将步骤(4)得到的铸膜液在200℃氛围下刮涂在玻璃板上；(6)将步骤(5)得到的带有铸膜液的玻璃板放入40℃的水凝固浴中通过热致相转化法制备MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜；(7)用动态接触角测定仪测量MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜，该膜在空气环境中对2uL纯水的接触角在49°左右，具有较好的亲水性；(8)用电子拉力试验机测试MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜，该膜的拉伸强度为13MPa，具有较高的强度；(9)将MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜剪成2块3×3cm的正方形膜片，将其分别置于50mL亚甲基蓝溶液中，亚甲基蓝溶液的浓度为10mg/L，然后分别放入恒温震荡箱中震荡，在搅拌的条件下分别进行太阳光和紫外照射，照射时间为3h，取照射后的亚甲基蓝浓度和照射前作对比，发现在太阳光下共混膜对亚甲基蓝的降解率达到69％，而在紫外照射下的降解率更是可以达到93％，这体现了共混膜优异的自清洁能力，可以大大提高膜的抗污染能力，也可以降低膜的清洁成本。实施例3：...

【技术保护点】
1.一种抗污染型光催化降解共混膜。其特征在于：在一定温度下，将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于稀释剂形成PVDF铸膜液；将氧化锌(ZnO)、羧基化碳纳米管(MWCNTS)分别加入稀释剂中超声处理得到MWCNTS混合液(A)和ZnO混合液(B)；将A、B依次加入PVDF铸膜液中搅拌均匀；在PVDF铸膜液中，MWCNTS和ZnO发生反应得到MWCNTS-ZnO复合物；采用热致相转化法制备MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗污染型光催化降解共混膜。其特征在于：在一定温度下，将聚偏氟乙烯(PVDF)溶于稀释剂形成PVDF铸膜液；将氧化锌(ZnO)、羧基化碳纳米管(MWCNTS)分别加入稀释剂中超声处理得到MWCNTS混合液(A)和ZnO混合液(B)；将A、B依次加入PVDF铸膜液中搅拌均匀；在PVDF铸膜液中，MWCNTS和ZnO发生反应得到MWCNTS-ZnO复合物；采用热致相转化法制备MWCNTS-ZnO/PVDF共混膜。


2.根据权利要求1所述的一种抗污染型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王薇，孙函舒，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12