一种抗污染光催化自清洁纳滤膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110038457A(43)申请公布日2019.07.23(21)申请号201910306585.2C02F1/30(2006.01)(22)申请日2019.04.16C02F1/44(2006.01)(71)申请人南京工业大学地址210009江苏省南京市鼓楼区新模范马路5号(72)发明人孙世鹏邵丹丹杨雯杰王振远顾皓元孔镇洲(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人邓唯(51)Int.Cl.B01D71/82(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D71/56(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图7页(54)发明名称一种抗污染光催化自清洁纳滤膜及其制备方法(57)摘要一种抗污染光催化自清洁纳滤膜及其制备方法。本发明提出一种使用成本低廉的零维纳米材料—碳量子点用于纳滤膜改性的概念。该碳量子点改性后的纳滤膜在对二价盐保持高截留的同时，使水通量有了明显的提升，表现出了较强的抗浓差极化能力。同时，具有光催化活性的碳量子点对纳滤膜进行改性后，使纳滤膜在可见光下具有了自清洁性能。在提升纳滤膜性能的同时，可以降解吸附在膜表面的有机物，表现出了较强的自清洁能力。能够从实质上拓宽纳滤膜的应用范围，延长使用寿命。CN110038457ACN110038457A权利要求书1/1页1.一种光催化自清洁纳滤膜，其特征在于，是由基膜、保护层、碳量子点过渡层、选择分离层依次复合而成。2.根据权利要求1所述的光催化自清洁纳滤膜，其特征在于，在一个实施方式中，所述的保护层是由多巴胺聚合反应得到的。3.根据权利要求1所述的光催化自清洁纳滤膜，其特征在于，在一个实施方式中，所述的选择分离层的材质为聚酰胺。4.权利要求1所述的光催化自清洁纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，提供基膜；第2步，在基膜的表面制备出保护层；第3步，在保护层的表面制备出碳量子点过渡层；第4步，通过界面聚合的方法在碳量子点过渡上制备出选择分离层。5.根据权利要求4所述的光催化自清洁纳滤膜的制备方法，其特征在于，基膜材质可以选自聚醚砜（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）等；第2步中的保护层通过将基膜浸于多巴胺溶液中，并使多巴胺自交联反应得到；多巴胺在水溶液中的浓度范围是0.1～0.4%，优选是0.2%，常温反应20min。6.根据权利要求4所述的光催化自清洁纳滤膜的制备方法，其特征在于，第3步是通过将第2步得到的膜浸于碳量子点的水分散液中，使碳量子点涂覆于膜表面得到；碳量子点的浓度0.1～5%，在水分散液中还含有活化剂和NaOH；活化剂是2-氯-1-甲基碘代吡啶；第4步是通过胺类单体与酰氯类单体通过界面聚合法制备得到；胺类单体是哌嗪，胺类单体浓度0.1-5%；酰氯类单体是均苯三酰氯，酰氯类单体浓度0.1-5%。7.权利要求1所述的光催化自清洁纳滤膜在对含有机物的溶液的过滤过程中的用途。8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于，所述的用途中，还包括：在进行过滤后采用可见光对纳滤膜的表面进行照射。9.碳量子点在制备纳滤膜中的用途。10.多巴胺在制备纳滤膜中的用途。2CN110038457A说明书1/7页一种抗污染光催化自清洁纳滤膜及其制备方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及一种碳量子点改性的自清洁纳滤膜及其制备方法，属于膜分离材料技术领域。[0003]背景技术[0004]随着社会的飞速发展，环境污染问题越来越受到人们的关注。尤其是工业废水的排放，已成为制约社会可持续发展的关键瓶颈。膜技术作为一种低能耗，不需其他化学试剂，对环境友好的独特优点在环境治理方面扮演着重要角色，尤其是在物料分离以及水处理方面的应用备受青睐。纳滤膜是一种介于超滤和反渗透之间的一种水处理技术，平均孔径在1-2nm之间，主要应用在二价盐的分离和其他小分子物质的分离过程中。[0005]目前，纳滤膜面临的主要问题是通量低、适用范围受限，易污染等。传统纳滤膜的通量不高，同时，在处理含有废水时容易受浓差极化的影响通量降低，同时在处理含有小分子有机物的废水时，膜的表面及膜孔内容易被污染，直接影响纳滤膜的性能，提升水处理成本。因此通过对膜进行改性来制备高通量、高处理技术，具有长期稳定性的自清洁纳滤膜。[0006]发明内容[0007]本发明提出了一种高通量，高离子选择性的光催化自清洁纳滤膜，同时提出使用低成本、低毒的纳米材料构筑快速传输通道的自清洁过渡层的理念。利用碳量子点对纳滤膜进行改性后，通过利用具有光响应，能够在外界光源的刺激下降解有机物的碳量子点来制备高通量、高截留率、高选择性的自清洁纳滤膜。[0008]本发明的第一个方面，提供了：