[发明专利]一种二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜及其制备方法，包括有机超滤膜支撑体和功能层，该功能层由pH＝3‑5的二氧化钛氧化石墨烯水溶液通过抽滤和干燥而形成于有机超滤膜支撑体的表面，该二氧化钛氧化石墨烯水溶液以氧化石墨烯水溶液和钛有机盐的醇溶液为原料通过溶胶‑凝胶法制成且浓度为2‑5mg/L，其中纳米二氧化钛均匀负载于氧化石墨烯的片层上。本发明通过在氧化石墨烯上负载二氧化钛能够增加膜层的亲水性能且提高光催化效果。

技术领域

本发明属于膜材料制备技术领域，具体涉及一种二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着膜行业的发展，膜技术成为水污染治理的有效手段。在水污染治理中，膜处理污水主要依靠膜孔径来分离污染物，达到稳定和较高的截留效率，但同时也要消耗巨大的能源。因此，研究者逐步在关注膜处理中污染物去除机理，在保持一定孔径时如何截留水中的污染物。光催化技术在处理有机污染物领域是一种资源节约、环境友好、极具应用前景的新型绿色环保技术。在紫外光照射下，光催化剂可以分解水中的有机污染物且无二次污染。光催化成为去除多种环境污染的有效手段。因此，光催化和膜处理技术的有机合并能够提高膜分离性能。

二氧化钛是一种典型的半导体光催化剂，因具有光活性好、稳定性好、对人体无害、成本低廉、反应条件温和且无二次污染等特点而深受人们的青睐。但是二氧化钛具有宽带隙和光生电子-空穴对复合率限制了它的大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜。

本发明的另一目的在于提供上述二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜，包括有机超滤膜支撑体和功能层，该功能层由pH＝3-5的二氧化钛氧化石墨烯水溶液通过抽滤和干燥而形成于有机超滤膜支撑体的表面，该二氧化钛氧化石墨烯水溶液以氧化石墨烯水溶液和钛有机盐的醇溶液为原料通过溶胶-凝胶法制成且浓度为2-5mg/L，其中纳米二氧化钛均匀负载于氧化石墨烯的片层上。

在本发明的一个优选实施方案中，所述有机超滤膜支撑体的材质为聚醚砜或聚碳酸酯。

进一步优选的，所述聚醚砜或聚碳酸酯的分子量为50-100KD。

上述二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)用改性的Hummers方法制备氧化石墨烯水溶液；

(2)将上述氧化石墨烯水溶液滴加入钛有机盐的醇溶液中，再加入硝酸或盐酸进行解胶，获得所述二氧化钛氧化石墨烯水溶液；

(3)将所述二氧化钛氧化石墨烯水溶液抽滤于所述有机超滤膜支撑体上，静置后除去未吸附的二氧化钛氧化石墨烯水溶液，然后经乙醇和去离子水洗涤，接着烘干，即得所述二氧化钛氧化石墨烯改性有机超滤膜。

在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化石墨烯水溶液的浓度为2-5mg/L。

在本发明的一个优选实施方案中，所述钛有机盐为钛酸正丁酯或钛酸异丙醇酯。

进一步优选的，所述钛有机盐的醇溶液的浓度为0.1-0.3mol/L。

在本发明的一个优选实施方案中，所述滴加的速度为0.8-1.2滴/s。

在本发明的一个优选实施方案中，所述抽滤的压力为0.1MPa，抽滤的时间为1min，静置的时间为15min。

在本发明的一个优选实施方案中，所述烘干的温度为30-80℃，时间为1-5h。