一种负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜，还公开了上述负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜的制备方法和应用。本发明专利技术负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜将PES超滤膜浸没于Ag‑TiO2复合溶胶中，即可得到膜表面负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜。本发明专利技术负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜由于膜表面具有Ag‑TiO2光催化材料，因此超滤膜的水接触角变小，有利于减缓膜污染，进而增加膜通量；另外在可见光照射下，膜表面的Ag‑TiO2光催化材料能够降解PES超滤膜表面的污染物，从而进一步减缓膜污染，增加膜通量。

A load of Ag TiO2 PES ultrafiltration membrane and preparation method and application thereof

The invention discloses a load Ag TiO2 PES ultrafiltration membrane, also discloses the load Ag TiO2 PES ultrafiltration membrane preparation method and application. The invention loaded with Ag TiO2 PES PES ultrafiltration membrane ultrafiltration membrane immersed in Ag TiO2 in the sol can be obtained by membrane surface loaded with Ag TiO2 PES ultrafiltration membrane. The invention loaded with Ag TiO2 PES Ag TiO2 ultrafiltration membrane with photocatalytic material membrane surface, so the membrane water contact angle becomes small, is conducive to the mitigation of membrane fouling and increase the membrane flux; in addition, under visible light irradiation, Ag TiO2 photocatalytic material membrane surface can reduce pollutants solution PES ultrafiltration membrane surface, so as to further reduce membrane fouling and increase the membrane flux.

【技术实现步骤摘要】
一种负载有Ag-TiO2的PES超滤膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种负载有Ag-TiO2的PES超滤膜，还涉及上述负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法和应用，属于过滤膜

技术介绍
当前饮用水源的污染已经成为危害人类饮水安全的主要问题之一，水中的腐殖酸约占水体中总有机物的70％，是水体中有机物的主要成分。腐殖酸除了影响水的色度外，腐殖酸在饮用水消毒过程中会生成消毒副产物，这一危害引起了高度关注，如何高效地去除饮用水源中的腐殖酸已成为环境领域的研究热点。膜分离技术是21世界最有发展前途的高新技术之一，其广泛的应用已在众多领域都产生了巨大的经济效益和社会效益。超滤膜作为膜分离中的主要应用技术，具有化学能耗低、效率高等优点，但膜污染降低了膜的处理性能，限制了膜分离技术应用。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种负载有Ag-TiO2的PES超滤膜，该超滤膜能在一定操作压差下进行大分子有机污染物的有效分离，并且膜的抗污染性能增强。本专利技术还要解决的技术问题是提供上述负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法。本专利技术最后要解决的技术问题是提供上述负载有Ag-TiO2的PES超滤膜在分离过滤溶液中大分子有机污染物方面的应用。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种负载有Ag-TiO2的PES超滤膜，所述PES超滤膜表面负载有一定量的Ag-TiO2纳米粒子。Ag-TiO2纳米粒子吸附于(分子间作用力)PES超滤膜表面。上述负载有Ag-TiO2的PES超滤膜，将PES超滤膜浸没于Ag-TiO2复合溶胶中，即可得到膜表面负载有Ag-TiO2的PES超滤膜；其中，Ag-TiO2复合溶胶的浓度为2.6mol/L。通过溶胶凝胶法将Ag-TiO2纳米粒子负载于PES超滤膜表面。上述负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备PES超滤膜；步骤2，制备Ag-TiO2复合溶胶；步骤3，将步骤1制得的PES超滤膜浸没于步骤2的Ag-TiO2复合溶胶中，静置一段时间，取出PES超滤膜，干燥后得到膜表面负载有Ag-TiO2的PES超滤膜。其中，步骤1中，PES超滤膜具体采用如下方式制备得到：将所需量的聚醚砜和聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌得到铸膜液；将铸膜液脱气后均匀涂覆于玻璃板表面，将涂覆有铸膜液的玻璃板平整放入水中，静置后得到PES超滤膜。其中，步骤2中，所述Ag-TiO2复合溶胶的制备具体是指：将所需体积比的钛酸四丁酯、二乙醇胺(二乙醇胺可以抑制钛酸四丁酯的水解速度)和无水乙醇混合，得到混合液A；将一定量的去离子水和硝酸银溶液混合，得到混合液B；将混合液B逐滴加入到混合液A中充分反应，持续搅拌一段时间后静置得到Ag-TiO2复合溶胶。其中，步骤3中，所述浸没时间为30～60min，所述干燥温度为60～80℃，干燥时间为3～5h。其中，所述持续搅拌时间为60～80min，静置时间为20～40min。上述负载有Ag-TiO2的PES超滤膜在分离过滤溶液中大分子有机污染物方面的应用。其中，所述大分子有机污染物为腐殖酸。相比于现有技术，本专利技术的技术方案所具有的有益效果为：本专利技术负载有Ag-TiO2的PES超滤膜由于膜表面具有Ag-TiO2光催化材料，因此超滤膜的水接触角变小，有利于减缓膜污染，进而增加膜通量；另外在可见光照射下，膜表面的Ag-TiO2光催化材料能够降解PES超滤膜表面的污染物，从而进一步减缓膜污染，增加膜通量；本专利技术负载有Ag-TiO2的PES超滤膜对水体中的腐殖酸有机污染物具有良好的分离过滤效果。附图说明图1为本专利技术负载有Ag-TiO2的PES超滤膜制备方法的工艺流程图；图2为本专利技术负载有Ag-TiO2的PES超滤膜进行腐殖酸溶液膜通量和腐殖酸溶液截留率的试验装置图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案做进一步说明，但是本专利技术要求保护的范围并不局限于此。实施例1本专利技术负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备PES超滤膜：将8g聚醚砜和1g聚乙烯吡咯烷酮加入到43.5mL二甲基乙酰胺溶剂中，室温下密封搅拌24h，得到铸膜液；将铸膜液置于室温下脱气6h，然后将大约15mL的铸膜液倒在玻璃板上，用刮膜刀在玻璃板上以0.5cm/s匀速刮膜；将涂覆有铸膜液的玻璃板平整放入去离子水中进行相的转换，经过24h后得到PES超滤膜；步骤2：制备Ag-TiO2复合溶胶：将23.5mL钛酸四丁酯、4.8mL二乙醇胺和67.3mL无水乙醇混合，在室温下搅拌120min，得到混合液A；将10mL去离子水和1mL硝酸银溶液混合，得到混合液B；将混合液B逐滴缓慢加入到混合液A中，持续搅拌60min后静置20min得到浅黄色稳定、均匀的Ag-TiO2复合溶胶；步骤3，将步骤1制得的PES超滤膜浸没于步骤2的Ag-TiO2复合溶胶中，静置30min后取出PES超滤膜，放入60℃烘箱中干燥3h，得到膜表面负载有Ag-TiO2的PES超滤膜。PES超滤膜表面负载有10～20um厚的Ag-TiO2。实施例2本专利技术负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备PES超滤膜：将8g聚醚砜和1g聚乙烯吡咯烷酮加入到43.5mL二甲基乙酰胺溶剂中，室温下密封搅拌24h，得到铸膜液；将铸膜液置于室温下脱气6h，然后将大约15mL的铸膜液倒在玻璃板上，用刮膜刀在玻璃板上以0.5cm/s匀速刮膜；将涂覆有铸膜液的玻璃板平整放入去离子水中进行相的转换，经过24h后得到PES超滤膜；步骤2：制备Ag-TiO2复合溶胶：将23.5mL钛酸四丁酯、4.8mL二乙醇胺和67.3mL无水乙醇混合，在室温下搅拌120min，得到混合液A；将10mL去离子水和1mL硝酸银溶液混合，得到混合液B；将混合液B逐滴缓慢加入到混合液A中，持续搅拌80min后静置40min得到浅黄色稳定、均匀的Ag-TiO2复合溶胶；步骤3，将步骤1制得的PES超滤膜浸没于步骤2的Ag-TiO2复合溶胶中，静置60min后取出PES超滤膜，放入80℃烘箱中干燥5h，得到膜表面负载有Ag-TiO2的PES超滤膜。对实施例1制得的负载有Ag-TiO2的PES超滤膜用自行设计的实验装置(见图2)进行腐殖酸污染物的膜通量以及腐殖酸污染物分离效果测试试验：取初始浓度为10mg/L的腐殖酸溶液1L，对实施例1中负载有Ag-TiO2的PES超滤膜和PES超滤膜在实验装置中进行膜腐殖酸溶液水通量和腐殖酸溶液截留率的测试试验，其中，PES超滤膜的尺寸为为4×4cm，真空泵操作压力为0.1MPa，在有光照和无光照情况下分别测试，每次测试时间为60min。腐殖酸溶液水通量计算公式为其中J1为腐殖酸溶液的水通量，单位为L·m-2·h-1，Q1为腐殖酸容量过膜水体积，单位为m3；腐殖酸溶液截留率Rejection为其中Cp为渗滤液浓度，Cf为腐殖酸溶液浓度(随时间变化)，腐殖酸浓度用分光光度计测量。测试实验结果见表1和表2。表1为实施例1负载有Ag-TiO2的PES超滤膜和PES超滤膜对腐殖酸膜通量在有无光照条件下的对比：表2为实施例1负载有Ag-TiO2的PES超滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载有Ag‑TiO2的PES超滤膜，其特征在于：所述PES超滤膜表面负载有一定量的Ag‑TiO2纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种负载有Ag-TiO2的PES超滤膜，其特征在于：所述PES超滤膜表面负载有一定量的Ag-TiO2纳米粒子。2.权利要求1所述的负载有Ag-TiO2的PES超滤膜，其特征在于：将PES超滤膜浸没于Ag-TiO2复合溶胶中，充分反应后得到膜表面负载有Ag-TiO2的PES超滤膜。3.根据权利要求2所述的负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，制备PES超滤膜；步骤2，制备Ag-TiO2复合溶胶；步骤3，将步骤1制得的PES超滤膜浸没于步骤2的Ag-TiO2复合溶胶中，静置一段时间，取出PES超滤膜，干燥后得到膜表面负载有Ag-TiO2的PES超滤膜。4.根据权利要求3所述的负载有Ag-TiO2的PES超滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1中，PES超滤膜具体采用如下方式制备得到：将所需量的聚醚砜和聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基乙酰胺溶剂中，搅拌得到铸膜液；将铸膜液脱气后均匀涂覆于玻璃板表面，将涂覆有铸膜液的玻璃板平整放入水中，静置后得到PES超滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨汉培，毛静涛，朱鸿宇，高照，郭润强，尤晓慧，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32