一种四环素净化纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于水处理技术领域，公开了一种四环素净化纤维膜及其制备方法。该制备方法包括：S1.将三硼化铬、磷化镓与高氯酸铒(III)六水合物混合后，真空煅烧后，浸泡在间苯三酚乙醇溶液中，混合研磨，真空干燥，得到光催化氧化剂；S2.将所述光催化氧化剂、分散剂、起泡剂、聚甲基丙烯酸甲酯一同加入丙酮和DMF的混合溶剂，搅拌均匀得到壳层纺丝液；所述混合溶剂中，丙酮和DMF的体积比为1:1；S3.将所述热塑性聚氨酯弹性体熔体作为核层纺丝液与所述壳层纺丝液进行同轴电纺，得到四环素净化纤维膜。该膜在可见光的作用下能够利用水中的氧高效地降解水中的四环素。降解水中的四环素。降解水中的四环素。

【技术实现步骤摘要】
一种四环素净化纤维膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于水处理
，具体涉及一种四环素净化纤维膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]四环素是全世界第二大产量的药物抗生素。最近，地表和地下水中均检测到四环素，引起了人们对微生物抗生素耐药性传播的广泛关注，这不可避免地会对人类健康和水生生态系统造成重大危害。一般通过加热，催化氧化，臭氧化和吸附等方法来处理含四环素废水，其中吸附已被证明是一种方便，通用，低成本和环境可持续性的方法。迄今为止，材料的种类不断发展，例如碳基吸附剂、金属有机骨架(MOFs)、黏土矿物、污泥衍生吸附剂和介孔金属氧化物。但是，这些已开发的大多数吸附剂在回收过程中受到限制，并且在再生过程中容易对水体造成二次污染。因此，膜状吸附剂在从废水中有效且可重复使用的富集抗生素的去除中显示出巨大潜力，并且已经开发出各种基于聚合物或碳基质的多孔结构膜。然而，所报道的基于聚合物和碳的膜通常具有差的热稳定性和化学耐久性，这使其在实际应用中受到限制。但是，具有高比表面积和优异的热稳定性以及化学耐久性的陶瓷基多孔纤维膜经常表现出脆性，延展性差和挠曲变形特性弱，并且影响它们长期使用的稳定性。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种四环素净化纤维膜及其制备方法，该膜在可见光的作用下能够利用水中的氧高效地降解水中的四环素。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种四环素净化纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
[0005]S1.将三硼化铬、磷化镓与高氯酸铒(III)六水合物混合后，真空煅烧后，浸泡在间苯三酚乙醇溶液中，混合研磨，真空干燥，得到光催化氧化剂；
[0006]S2.将所述光催化氧化剂、分散剂、起泡剂、聚甲基丙烯酸甲酯一同加入丙酮和DMF的混合溶剂，搅拌均匀得到壳层纺丝液；所述混合溶剂中，丙酮和DMF的体积比为1:1；
[0007]S3.将所述热塑性聚氨酯弹性体熔体作为核层纺丝液与所述壳层纺丝液进行同轴电纺，得到四环素净化纤维膜。
[0008]优选的，上述制备方法的步骤S1中，所述三硼化铬、磷化镓、高氯酸铒(III)六水合物与间苯三酚乙醇溶液的比例为(1.46
‑
4.39)g:(0.81
‑
1.21)g:(3.44
‑
8.03)g:100mL。
[0009]优选的，上述制备方法的步骤S1中，所述真空煅烧的温度为2000
‑
2400℃，时间为18
‑
24h。
[0010]优选的，上述制备方法的步骤S1中，所述间苯三酚乙醇溶液的浓度为18
‑
20g/L。
[0011]优选的，上述制备方法的步骤S1中，所述光催化氧化剂的平均粒度为100
‑
200nm。
[0012]优选的，上述制备方法的步骤S2中，所述分散剂为BYK
‑
9076、BYK
‑
W961和BYK
‑
W969中的一种。
[0013]优选的，上述制备方法的步骤S2中，所述起泡剂为MIBC、BK201和BK204中的一种。
[0014]优选的，上述制备方法的步骤S2中，所述光催化氧化剂、分散剂、起泡剂、聚甲基丙烯酸甲酯、混合溶剂的比例为(5
‑
9)g:(0.5
‑
1)g:(0.2
‑
0.4)g:(20
‑
26)g:100mL。
[0015]优选的，上述制备方法的步骤S3中，所述同轴静电纺丝条件为：纺丝电压18
‑
22kV，壳层纺丝液温度为室温，流速0.8
‑
1.3mL/h，核层纺丝液温度为220
‑
250℃，流速0.5
‑
1mL/h，接收距离18
‑
25cm。
[0016]本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的四环素净化纤维膜。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1)本专利技术利用过渡金属的三硼化铬与半导体材料磷化镓和高氯酸铒(III)六水合物共同煅烧，产物通过铬原子的空轨道与硼、磷、氯的配位能力，再结合磷化镓形成的电子
‑
空穴对，能够在可见光催化下高效地转移电子达到氧化还原催化作用，辅以稀土催化剂铒盐(高氯酸铒(III)六水合物)降低氧化还原反应的活化能，最后在间苯三酚烯醇和酮式互变异构下，将四环素电子传递给水中的氧，实现四环素的光催化降解。
[0019]2)利用核层聚氨酯弹性纤维，外层包覆光催化氧化剂掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯，获得一种兼具热稳定性和化学耐久性以及高弹高强度的纳米纤维膜。外层选择的聚甲基丙烯酸甲酯由于具备较好的透光性，因此不影响光催化氧化剂的催化效果。同时在起泡剂和核层聚氨酯熔体高温的作用下，聚甲基丙烯酸甲酯壳层会变得均匀且薄，这有利于反应物和产物的传质及光催化氧化反应的进行。
附图说明
[0020]图1是实施例1所制得的四环素净化纤维膜的扫描电镜图。
具体实施方式
[0021]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0022]实施例1
[0023]一种四环素净化纤维膜及其制备方法，包括如下步骤：
[0024]1、将2.45g三硼化铬、1.05g磷化镓与5.25g高氯酸铒(III)六水合物混合后放入真空电阻炉2200℃加热反应20h，产物浸泡在100mL浓度为19g/L的间苯三酚乙醇溶液中，加入行星研磨机中，混合研磨，得到平均粒度为150nm的颗粒，真空干燥得到光催化氧化剂。
[0025]2、将7g步骤1制得的光催化氧化剂、0.8g分散剂BYK
‑
9076、0.3g起泡剂MIBC、24g聚甲基丙烯酸甲酯一同加入100mL丙酮和DMF体积比为1:1的混合溶剂作为壳层纺丝液和热塑性聚氨酯弹性体熔体作为核层纺丝液，在纺丝电压20kV，壳层纺丝液温度为室温，流速1.0mL/h，核层纺丝液温度为240℃，流速0.8mL/h，接收距离22cm的条件下进行同轴电纺得到四环素净化纤维膜A(图1)。
[0026]实施例2
[0027]一种四环素净化纤维膜及其制备方法，包括如下步骤：
[0028]1、将1.46g三硼化铬、1.21g磷化镓与3.44g高氯酸铒(III)六水合物混合后放入真空电阻炉2000℃加热反应24h，产物浸泡在100mL浓度为18g/L的间苯三酚乙醇溶液中，加入
行星研磨机中，混合研磨，得到平均粒度为100nm的颗粒，真空干燥得到光催化氧化剂。
[0029]2、将5g步骤1制得的光催化氧化剂、0.5g分散剂BYK
‑
W961、0.2g起泡剂BK201、20g聚甲基丙烯酸甲酯一同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四环素净化纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将三硼化铬、磷化镓与高氯酸铒(III)六水合物混合后，真空煅烧后，浸泡在间苯三酚乙醇溶液中，混合研磨，真空干燥，得到光催化氧化剂；S2.将所述光催化氧化剂、分散剂、起泡剂、聚甲基丙烯酸甲酯一同加入丙酮和DMF的混合溶剂，搅拌均匀得到壳层纺丝液；所述混合溶剂中，丙酮和DMF的体积比为1:1；S3.将所述热塑性聚氨酯弹性体熔体作为核层纺丝液与所述壳层纺丝液进行同轴电纺，得到四环素净化纤维膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述三硼化铬、磷化镓、高氯酸铒(III)六水合物与间苯三酚乙醇溶液的比例为(1.46
‑
4.39)g:(0.81
‑
1.21)g:(3.44
‑
8.03)g:100mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述真空煅烧的温度为2000
‑
2400℃，时间为18
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24h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述间苯三酚乙醇溶液的浓度为18
‑
20g/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述光催化氧化剂的平均粒度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤佳鹏，刘希文，朱俐，葛彦，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：