一种用于去除水中硝酸盐的柔性电催化膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于去除水中硝酸盐的柔性电催化膜及其制备方法和应用，属于电催化膜技术领域。本发明专利技术方法首先将芳纶纤维溶液滴加至水离子水中制得芳纶纳米纤维溶胶，然后将含有3,4‑乙烯二氧噻吩和硝酸铁的乙醇溶液与芳纶纳米纤维溶胶反应制得导电芳纶纳米纤维溶胶，最后将经四甲基氢氧化铵溶液超声预处理后的MXene纳米片滴加至导电芳纶纳米纤维溶胶中制得柔性电催化膜，制备出的柔性电催化膜具备良好的机械强度和柔性，在电催化还原硝酸盐过程中不仅能高效去除硝酸盐，而且可以解决电催化材料因表面污染而失效的问题，使用寿命长。

A flexible electrocatalytic membrane for nitrate removal from water and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除水中硝酸盐的柔性电催化膜及其制备方法和应用
本专利技术具体涉及一种用于去除水中硝酸盐的柔性电催化膜及其制备方法和应用，属于电催化膜

技术介绍
地下水硝酸盐超标、城市污水厂碳源不足导致尾水硝酸盐偏高等问题成为水和污水处理的挑战。微生物反硝化法处理该类水体的过程中需要外加碳源，难以实际应用。同时，利用离子交换、电渗析、反渗透等技术处理该类水和污水，投资及维护费用高，寻求高效的硝酸盐去除方法是目前关注和研发的热点。电催化还原法可在恒定电势的作用下使硝酸盐还原成氮气的过程自发进行。相较于上述处理技术，电催化还原法具备操作简单、能耗低、处理效率高等优点。然而，实际污水中存在颗粒和胶体物质，这些物质中富含金属离子、有机物、微生物，在电催化材料长期运行过程中，水中的胶体容易附着在其表面进而造成电催化材料功能的丧失。因此研发出一种既能够解决电催化还原硝酸盐过程中所面临的电催化材料因表面污染而失效的问题，又能高效去除硝酸盐的电催化材料是目前电催化还原法水处理技术中亟需解决的问题。专利技术内容针对现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除水中硝酸盐的柔性电催化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)芳纶纳米纤维溶胶的制备：/n将芳纶纺织线破碎后加入到二甲基亚砜中，搅拌，然后加入氢氧化钾，继续搅拌至芳纶纤维完全溶解得到芳纶纤维溶液，将得到的芳纶纤维溶液滴加至去离子水中，搅拌一段时间后离心，取上层清液得到芳纶纳米纤维溶胶；/n(2)导电芳纶纳米纤维溶胶的制备：/n将3,4-乙烯二氧噻吩和硝酸铁溶解在乙醇中，搅拌均匀得混合溶液；将得到的混合溶液加入步骤(1)中制得的芳纶纳米纤维溶胶中，40～50℃反应1～3h，得到导电芳纶纳米纤维溶胶；/n(3)柔性电催化膜的制备：/n将MXene纳米片加入到四甲基氢氧化铵...

【技术特征摘要】
1.一种用于去除水中硝酸盐的柔性电催化膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)芳纶纳米纤维溶胶的制备：
将芳纶纺织线破碎后加入到二甲基亚砜中，搅拌，然后加入氢氧化钾，继续搅拌至芳纶纤维完全溶解得到芳纶纤维溶液，将得到的芳纶纤维溶液滴加至去离子水中，搅拌一段时间后离心，取上层清液得到芳纶纳米纤维溶胶；
(2)导电芳纶纳米纤维溶胶的制备：
将3,4-乙烯二氧噻吩和硝酸铁溶解在乙醇中，搅拌均匀得混合溶液；将得到的混合溶液加入步骤(1)中制得的芳纶纳米纤维溶胶中，40～50℃反应1～3h，得到导电芳纶纳米纤维溶胶；
(3)柔性电催化膜的制备：
将MXene纳米片加入到四甲基氢氧化铵溶液中，冰浴超声处理1～2h，然后将超声处理后的MXene纳米片溶液滴加至步骤(2)中制得的导电芳纶纳米纤维溶胶中，搅拌1～2h后抽滤，得到柔性电催化膜。


2.如权利要求1所述的柔性电催化膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述芳纶、二甲基亚砜、去离子水的用量比为1g：(300～800)mL：(2000～3000)mL。


3.如权利要求1所述的柔性电催化膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述芳纶与氢氧化钾的质量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，李洋，王雪野，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31