[发明专利]一种能够同步乳液分离和染料降解的钯-纤维素膜的制备方法

说明书

一种能够同步乳液分离和染料降解的钯‑纤维素膜的制备方法，它涉及一种钯‑纤维素膜的制备方法。本发明要解决钯纳米粒子易团聚导致性能下降，现有油水乳液分离性能不佳，及使用过程中膜通量快速下降的问题。制备方法：一、制备纤维素膜；二、负载钯粒子；三、干燥。本发明用于能够同步乳液分离和染料降解的钯‑纤维素膜的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种钯-纤维素膜的制备方法。

背景技术

随着技术和工业的发展，有毒的有机污染物由于其难去除和难降解而对水环境造成威胁。有机染料和有机油作为典型的有机污染物是臭名昭著的。最近，人们在处理这些含此类污染物的水体方面做了许多努力。采用吸附或反渗透的常规物理化学方法去除有机染料，只涉及污染物的相转移，不能降解有机染料。相比之下，有机染料解毒的首选方法是在NaBH₄作为还原剂的存在下通过催化还原将它们转化为无毒化合物。钯纳米粒子 (PdNPs)对有机染料的还原具有良好的催化性能。然而，纳米颗粒形式的关键问题主要是由团聚导致的合成PdNPs的稳定性和可重复性。结果表明，催化剂的活性和选择性随聚集量的增加而降低。使用稳定剂可以减少或防止团聚，但这类试剂往往会降低纳米粒子表面的催化反应活性，并带来额外的有机污染物。近年来，聚合物膜负载纳米粒子受到了广泛关注，并且越来越倾向于采用天然高分子如纤维素等作为原料负载纳米粒子，纤维素材料由于廉价易得、种类繁多、生物可降解等优点而成为研究的热点。

油水混合物按粒径可分为以下三种。浮油因密度比水小而浮于水体表面，以连续相存在，粒径一般大于100μm；分散油多处于悬浮状态粒径在10～100μm之间；乳化油是指一种液体以液滴的形式均匀分散在另一种液体中，最终形成一种互不相容的乳状液，一般油珠粒径小于10μm，通常以水包油或者油包水的形式存在。对于浮油和分散油可通过吸油材料移除，而乳化油因其油滴尺寸小分离难度加大，乳液分离膜通常孔径小，通量低且易被油污染表面而导致通量快速下降。

发明内容

本发明要解决钯纳米粒子易团聚导致性能下降，现有油水乳液分离性能不佳，及使用过程中膜通量快速下降的问题，而提供一种能够同步乳液分离和染料降解的钯-纤维素膜的制备方法。

一种能够同步乳液分离和染料降解的钯-纤维素膜的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、制备纤维素膜：

将支撑膜夹在分离装置中，然后将质量百分数为0.5％～2％的纤维素分散液倒入分离装置的支撑膜上，抽滤，得到纤维素膜；

二、负载钯粒子：

将纤维素膜浸入到钯源水溶液中，在温度为45℃～65℃的条件下，加热5h～6h，得到负载钯粒子后的纤维素膜；

所述的钯源水溶液中钯源的质量百分数为0.01％～0.1％；

三、干燥：

将负载钯粒子后的纤维素膜干燥，即完成能够同步乳液分离和染料降解的钯-纤维素膜的制备方法。

本发明的有益效果是：

固体的超浸润性由粗糙度和表面官能团决定，纤维素膜本身的多羟基基团使得原始纤维素膜展现为亲水性，钯纳米粒子的负载增加了纤维素膜的粗糙度，进而提高了亲水性能，使得钯-纤维素膜具有高通量和防油污的性能。

纤维素表面有大量羟基等活性基团能够还原钯纳米粒子，因此在无外加稳定剂的情况下解决了钯纳米粒子在制备过程中团聚的问题。并且纤维素支撑钯纳米粒子，使得钯纳米粒子的回收再利用更加容易。纤维素膜起到乳液分离的主要作用，拦截油污，并且作为还原剂和稳定剂还原得到没有团聚的钯纳米粒子，并对钯纳米粒子进行支撑，增加了钯纳米粒子的回收再利用性。