[发明专利]一种用于去除水中大分子肝毒素的介孔碳有机复合膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种高含量介孔碳有机复合基质膜的制备方法。具体步骤为合成高比表面的有序介孔碳粉末材料；以聚乙烯吡咯烷酮为添加剂，二甲基乙酰胺为溶剂，与聚偏氟乙烯（PVDF）混合搅拌得到纯铸膜液；加入介孔碳粉末，经过充分搅拌，静置脱泡，得到介孔碳PVDF混合铸膜液；使用涂膜机，以玻璃为基底，将脱泡的混合铸膜液刮制成膜，经预蒸发，放入凝固浴；将膜从玻璃上剥离，并继续在凝固液中浸泡1～3天；冲洗后浸泡在去离子水中待用。该制备方法工艺简单，成本较低，制得的介孔碳PVDF混合基质膜在深度水处理中能有效快速吸附和截留大分子污染物如蓝藻类肝毒素、有机染料等，吸附容量大，去除率可达100%，同时作为一种简单、易操作的器件具有高稳定性、高通量等特点。

主权项

一种用于处理水中大分子污染物的介孔碳有机复合膜的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）以聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯三嵌段共聚物非离子型表面活性剂作为软模板，正硅酸四乙酯中聚合得到的硅作为硬模板，酚醛树脂作为碳前驱体，使用溶剂挥发诱导自组装法合成高比表面的有序介孔碳粉末材料；所述使用溶剂挥发诱导自组装法合成高比表面的有序介孔碳粉末材料为FDU‑14、FDU‑15、FDU‑16、FDU‑18或CMK‑3中一种或者几种；（2）配置聚偏氟乙烯（PVDF）铸膜液，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂，二甲基乙酰胺（DMAC）为溶剂，控制PVDF:DMAC:PVP的质量比为1:(3～5):(0.1～0.3)；在40～80℃下搅拌直到PVDF充分溶解，得到纯PVDF铸膜液；（3）将步骤（1）得到的有序介孔碳粉末材料和步骤（2）得到的纯PVDF铸膜液混合，DMAC为溶剂，控制DMAC: PVDF铸膜液:介孔碳的质量比为1:(1～4):(0.5～10)，在40～80℃下经过12～36小时搅拌均匀，得到介孔碳PVDF混合铸膜液；（4）将步骤（3）得到的介孔碳PVDF混合铸膜液静置脱泡；（5）以玻璃为基底，将步骤（4）得到的经脱泡的介孔碳PVDF混合铸膜液使用涂膜机涂膜，预蒸发时间为20～100秒；（6）将步骤（5）得到的涂膜放入凝固浴，控制凝固浴中去离子水和乙醇的体积比为1:(1～5)；膜从玻璃上自行剥离后，继续在凝固浴中浸泡1～3天；用去离子水冲洗并浸泡或者室温下悬挂晾干，得到介孔碳/聚四氟乙烯复合膜；所述的制备方法中介孔碳的添加量占最终复合膜质量的0.1～80%；所述制备方法得到的复合膜有两套主要孔径，一套为PVDF膜的微米级孔径1～20 μm，一套为介孔材料的介孔级孔径2～7 nm，比表面积为100～700 m2/g。