一种改性微滤膜及制备方法技术

本发明专利技术属于过滤膜技术领域，具体是一种改性微滤膜及制备方法，环氧改性MXene二维层状材料与含氨基蒽醌化合物反应获得蒽醌改性MXene二维层状材料；再将所述蒽醌改性MXene二维层状材料超声分散形成分散液，倒入放置有微滤膜的抽滤瓶中，真空抽滤，干燥，获得所述改性微滤膜。本发明专利技术的改性微滤膜可用于含偶氮染料、硝酸盐等的污水的处理，具有促进偶氮染料、硝酸盐等生物降解，可回收循环使用的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种改性微滤膜及制备方法
本专利技术属于过滤膜
，涉及一种改性微滤膜及制备方法。
技术介绍
偶氮染料虽然对织物具有很好的染色效果，但是其产生的污水量很大，已成为威胁环境健康和人体安全的一大污染物。硝酸盐对水体环境具有很强的破坏作用，最终会影响到人体健康。厌氧下的微生物降解偶氮染料和硝酸盐具有较好的应用前景，醌类化合物发现具有传递电子的能力，能促进其降解速率提升的作用，但为了避免其“二次污染”，需要将其固定在载体上。一种载体是聚合膜，比如CN103936146B公开了在尼龙膜上修饰固定醌类化合物的专利，但固定在载体仍需要更高效促进偶氮染料、硝酸盐等生物降解速率的方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于克服现有技术缺陷，提供一种改性微滤膜。本专利技术的另一个目的在于提供一种改性微滤膜的制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种改性微滤膜，包含蒽醌改性MXene二维层状材料和微滤膜，所述蒽醌改性MXene二维层状材料负载在所述微滤膜的表面。优选的，所述蒽醌改性MXene二维层状材料按如下方法制备，将环氧改性MXene二维层状材料分散在第一极性有机溶剂中，加入含氨基蒽醌化合物和促进剂，在20～60℃搅拌1～10小时，过滤，清洗，干燥，获得所述蒽醌改性MXene二维层状材料。更优选的，所述环氧改性MXene二维层状材料为环氧硅烷偶联剂改性MXene二维层状材料。MXene二维层状材料比表面积大，表面有羟基、含端氧基团等，活性较高，硅烷偶联剂可以与其反应，将有机官能团接枝到MXene的表面。本专利技术中的环氧硅烷偶联剂可以选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷和2-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。一种环氧硅烷偶联剂改性MXene二维层状材料的方法为：将5重量份环氧硅烷偶联剂加入到100重量份醇水溶液(无水乙醇和水体积为92:8)中，搅拌均匀0.5小时，加入MXene二维材料，超声分散8分钟，常温下搅拌15小时，过滤，清洗、干燥，获得所述环氧硅烷偶联剂。进一步优选的，所述MXene二维层状材料的层数不超过5层，横向尺寸不超过5μm，可以选自Ti3C2-MXene、Ti2C-MXene、Ti4C3-MXene、V3C2-MXene、Ti3ZnC2-MXene和Ti2ZnC-MXene中的一种或几种。所述第一极性有机溶剂选自四氢呋喃、1,4-二氧六环、异丙醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯、丙酮和丁酮中的至少一种。更优选的，所述含氨基蒽醌化合物选自1-氨基-2-溴-4-羟基蒽醌、1-氨基-2-甲基蒽醌、2-氨基蒽醌、1-氨基蒽醌、1,2-二氨基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、2,6-二氨基蒽醌、1,8-二氨基蒽醌、1,5-二氨基蒽醌和1,5-二羟基-4,8-二氨基蒽醌中的一种或几种。更优选的，所述促进剂选自2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑和2-苯基-4-甲基咪唑中的一种或几种。更优选的，所述环氧改性MXene二维层状材料、含氨基蒽醌化合物和促进剂的重量比为1:0.05～0.3:0.005～0.01。一种上述任一实施方案所述的改性微滤膜的制备方法，将所述蒽醌改性MXene二维层状材料超声分散在第二极性有机溶剂中形成分散液，倒入放置有微滤膜的抽滤瓶中，真空抽滤，获得所述改性微滤膜。优选的，所述第二极性有机溶剂选自丙酮、四氢呋喃、无水乙醇、DMF、DMSO、异丙醇、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种。优选的，所述分散液的浓度为5～50mg/ml。本专利技术的有益效果是：(1)MXene二维层状材料具有高的导电性能、高比表面积、表面拥有羟基等活性基团，活性较高，本专利技术通过采用环氧硅烷偶联剂与MXene表面的活性基团反应，使得MXene表面拥有较高密度的环氧基团，再与含氨基蒽醌化合物化学反应，在MXene表面接枝上密度较高的蒽醌化合物。(2)MXene的高导电性提高了蒽醌化合物在水体环境中传递电子的能力，对偶氮染料、硝酸盐等的厌氧生物降解具有较好的促进作用。因此本专利技术的蒽醌改性MXene二维材料可以高效的促进偶氮染料、硝酸盐等的生物降解。(3)本专利技术将蒽醌改性MXene二维材料负载在微滤膜上，在过滤含偶氮染料和/或硝酸盐的污水的同时可以对其中的偶氮染料、硝酸盐等进行生物降解，减少滤出液体中的偶氮染料、硝酸盐等的含量，有利于下一步的处理；还可以将成膜的蒽醌改性MXene二维材料单独用于含偶氮染料和/或硝酸盐的污水的处理，而且回收方便，可以重复使用。附图说明图1为不同膜材料对酸性红B溶液的降解速率对比。图2为不同膜材料对硝酸盐溶液的降解速率对比。图3为不同膜材料循环测试对酸性红B溶液降解速率对比。图4为不同膜材料循环测试对硝酸盐溶液降解速率对比。图5为不同微滤膜对酸性红B溶液过滤中的降解性能对比。图6为不同微滤膜对硝酸盐溶液过滤中的降解性能对比。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。实施例1环氧改性MXene二维层状材料、四氢呋喃、1-氨基-2-甲基蒽醌和2-甲基咪唑按1:10:0.05:0.005配料，将环氧改性MXene二维层状材料超声分散在四氢呋喃中，加入1-氨基-2-甲基蒽醌和2-甲基咪唑，在60℃搅拌2小时，过滤，清洗，干燥，获得蒽醌改性MXene二维层状材料，记为Q-1。实施例2环氧改性MXene二维层状材料、1,4-二氧六环、1,2-二氨基蒽醌和1-甲基咪唑按1:50:0.3:0.01配料，将环氧改性MXene二维层状材料超声分散在1,4-二氧六环中，加入1,2-二氨基蒽醌和1-甲基咪唑，在20℃搅拌10小时，过滤，清洗，干燥，获得蒽醌改性MXene二维层状材料，记为Q-2。实施例3环氧改性MXene二维层状材料、乙酸丁酯、1-氨基蒽醌和2-乙基-4-甲基咪唑按1:25:0.15:0.008配料，将环氧改性MXene二维层状材料超声分散在乙酸丁酯中，加入1-氨基蒽醌和2-乙基-4-甲基咪唑，在45℃搅拌4小时，过滤，清洗，干燥，获得蒽醌改性MXene二维层状材料，记为Q-3。实施例4将实施例1中的Q-1超声分散在无水乙醇中形成浓度为5mg/ml的分散液，倒入放置有微滤膜的抽滤瓶中，真空抽滤，干燥，获得改性微滤膜，记为M-1。将M-1表面形成的蒽醌改性MXene二维层状材料膜取下，获得改性MXene膜，记为MX-1。实施例5将实施例2中的Q-2超声分散在乙酸乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性微滤膜，其特征在于，包含蒽醌改性MXene二维层状材料和微滤膜，所述蒽醌改性MXene二维层状材料负载在所述微滤膜的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性微滤膜，其特征在于，包含蒽醌改性MXene二维层状材料和微滤膜，所述蒽醌改性MXene二维层状材料负载在所述微滤膜的表面。


2.根据权利要求1所述的改性微滤膜，所述蒽醌改性MXene二维层状材料按如下方法制备，将环氧改性MXene二维层状材料分散在第一极性有机溶剂中，加入含氨基蒽醌化合物和促进剂，在20～60℃搅拌1～10小时，过滤，清洗，干燥，获得所述蒽醌改性MXene二维层状材料。


3.根据权利要求2所述的改性微滤膜，所述环氧改性MXene二维层状材料为环氧硅烷偶联剂改性MXene二维层状材料。


4.根据权利要求3所述的改性微滤膜，所述MXene二维层状材料的层数不超过5层，横向尺寸不超过5μm。


5.根据权利要求2所述的改性微滤膜，所述含氨基蒽醌化合物选自1-氨基-2-溴-4-羟基蒽醌、1-氨基-2-甲基蒽醌、2-氨基蒽醌、1-氨基蒽醌、1,2-二氨基蒽醌、1,4-二氨基蒽醌、2,6-二氨基蒽醌、1,8-二氨基蒽...

【专利技术属性】
技术研发人员：严滨，徐苏，李雨，黄茵茵，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35