[发明专利]一种光芬顿自清洁膜的制备方法及其应用

说明书

本发明属环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种光芬顿自清洁膜的制备方法及其应用；步骤为：先将聚偏氟乙烯膜用乙醇预浸湿，然后将聚偏氟乙烯膜浸泡在单宁酸水溶液中，得到的膜记为PVDF/TA膜；用去离子水清洗后转移到六水三氯化铁水溶液中浸泡，清洗后，干燥得到PVDF/TA‑Fe(III)膜；再浸入六水三氯化铁水溶液中，在一定的水浴温度条件下孵育，取出膜用去离子水漂洗，经干燥，得到自清洁膜材料，记作PVDF/TA/β‑FeOOH；本发明将光芬顿反应耦合膜分离技术，提高了膜的抗污性能；并且能够高效的分离不同的油水乳液，在10min其膜通量恢复率高达98％以上，延长了膜的使用寿命，降低成本。

技术领域

本发明属环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种光芬顿自清洁膜的制备方法及其应用。

背景技术

地球表面大约四分之三覆盖着水，其中很大一部分是含盐的水或被污染的水。其中，工业产生的含油废水、城市污水和石油泄漏事故产生的油污对全球环境和人类安全构成了巨大威胁。通常采用撇油器、气浮、混凝絮凝、离心分离、膜分离等多种工艺和方法对含油废水进行净化。其中，膜分离是一种高效、低成本、无二次污染、操作简单、节能的含油废水处理方法。然而，过滤膜的污染限制了其在含油废水处理中的大规模应用。分离过程中，油滴附着在膜表面或堵塞膜孔，导致渗透通量严重下降，分离性能下降。近年来，许多研究表明，超亲水和水下超疏油膜具有良好的抗油污性能。即使如此，这种防污膜在长期使用中仍不可避免地受到污染，导致渗透通量和分离性能下降；因此，开发具有较高通量回收率的自清洗膜是非常必要的。

高级氧化技术在降解有机污染物方面具有巨大的潜力。光催化是一种可持续和绿色技术，被耦合膜分离技术用于水净化；光诱导自清洁法是一种非常有效、简便的处理污染膜的方法，因为在可见光或紫外光照射下，附着在膜表面的有机污染物会被降解。虽然光催化耦合膜分离提高了膜的自清洗性能，但费时的光催化或自清洗过程(通常超过60分钟)以及膜孔中油污的不完全降解仍然阻碍了膜在含油废水修复中的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在解决所述问题之一；本发明提供一种光芬顿自清洁膜的制备方法；将光芬顿反应耦合膜分离技术，大大提高了膜的抗污性能；制备的膜表现出超亲水/水下超疏油性，能够高效的分离不同的油水乳液，展现出快速的和强劲的自清洁性。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种光芬顿自清洁膜的制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1、聚偏氟乙烯膜(PVDF)的表面修饰：先将聚偏氟乙烯膜用乙醇预浸湿，然后将聚偏氟乙烯膜浸泡在单宁酸(TA)水溶液中，得到的膜记为PVDF/TA膜；用去离子水清洗PVDF/TA膜，转移到六水三氯化铁(FeCl₃·6H₂O)水溶液中浸泡一段时间，用去离子水冲洗后，在室温下干燥得到的膜记为PVDF/TA-Fe(III)膜；

步骤2、自清洁膜的制备：将一片步骤1中得到的PVDF/TA-Fe(III)膜浸入FeCl₃·6H₂O水溶液中，在一定的水浴温度条件下孵育一定时间，取出膜用去离子水漂洗，经干燥，得到自清洁膜材料，记作PVDF/TA/β-FeOOH。

优选的，步骤1中所述的聚偏氟乙烯膜可替换为聚四氟乙烯膜，聚碳酸酯膜或聚醚砜膜。

优选的，步骤1中所述单宁酸水溶液的浓度为2-5mg/mL；所述聚偏氟乙烯膜浸泡在单宁酸水溶液中的浸泡时间为5-10min。

优选的，步骤1中所述FeCl₃·6H₂O水溶液浓度为浓度为2-5mg/mL；所述浸泡一段时间为5-10min。

优选的，步骤2中所述FeCl₃·6H₂O水溶液浓度为0.2-0.6wt％。