【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能膜材料，特别是涉及一种pvdf-go/tio2复合薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着农药、染料、石油化工等化学工业的迅速发展，环境污染问题变得日益严重。其中，印染废水已成为当前最主要的水体污染源之一，尤其是近年来，随着染料制备工业和染料应用的飞速发展，染料种类和助剂日益繁多，而且大多是难降解物质，其中有的还含有苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质，这些都给染料废水的处理增加了难度。一些传统处理方法，如混凝沉淀法、吸附法、膜分离法、气浮法等都属于非破坏性的物理处理方法，只是对染料进行相间转移，并没有真正对染料进行矿化，并且有二次污染以及吸附剂再生等问题，一直得不到合理解决。而采用生物法处理染料废水也存在问题，在好氧条件下不易生物降解，而在厌氧条件下，染料又极易转化成芳香胺等致癌物，对人体健康产生巨大威胁，并且处理时间比较长。
2、光催化技术由于其能够在光照条件下催化分解有机污染物，该技术与其它生物、化学处理方法相比，具有效率高、能耗低、操作简便、反应条件温和、使用范围广、无毒无二次污染等特点，因此受到了广泛关注。但传统的光催化材料(如二氧化钛(tio2)、氧化锌(zno)等)存在光响应范围窄、量子效率低、难以回收等问题，限制了其实际应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种pvdf-go/tio2复合薄膜及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题。本专利技术的pvdf-go/tio2复合薄膜是一种柔性多孔pvdf基复合压电光催化薄膜，
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术的技术方案之一：一种pvdf-go/tio2复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
4、将pvdf加入有机溶剂中溶解后加入水，混合均匀，得到前驱体溶液；
5、在前驱体溶液中加入tio2和go分散液，分散均匀，得到混合溶液，将混合溶液喷涂在基材表面，得到所述pvdf-go/tio2复合薄膜。
6、进一步地，所述pvdf包括pvdf-hfp；
7、所述pvdf、有机溶剂和水的用量比为0.477g:12ml:0.477ml；
8、所述tio2的用量为pvdf质量的5～15％；
9、所述pvdf和go分散液的用量比为0.477g:0.1～1ml；
10、所述go分散液中go的占比为5wt％。
11、进一步地，所述混合溶液的喷涂量和基材的面积的比为4～18ml:100cm2。
12、本专利技术的技术方案之二：一种上述制备方法制备的pvdf-go/tio2复合薄膜。
13、本专利技术的技术方案之三：一种上述pvdf-go/tio2复合薄膜在光催化剂降解有机污染物中的应用。
14、进一步地，所述有机污染物包括染料或抗生素。
15、本专利技术的技术方案之四：一种压电光催化降解水中有机污染物的方法，包括以下步骤：
16、将上述pvdf-go/tio2复合薄膜置于含有有机污染物的水溶液中，在光照和搅拌状态下进行压电光催化降解。
17、进一步地，所述光照为全光谱光照，光强为1000w/cm2；
18、所述搅拌的速度为1000～1400rpm。
19、压电光催化降解机理：首先，光照激发pvdf-go/tio2复合薄膜(催化剂)产生光生电子-空穴对，电子从tio2的价带转移到导带，进一步迁移到催化剂表面发生还原反应，形成活性氧(羟基自由基和超氧自由基)，随后活性氧参与有机污染物的降解，将其分解为小分子物质。其次，搅拌引起pvdf基复合薄膜的形变，在外力作用下诱导薄膜内部产生压电场，促进催化剂内部电子转移到表面，有利于活性氧的生成。压电和光的协同作用，促进了有机污染物的降解，使其在不额外添加牺牲剂的情况下即可实现对有机污染物的高效降解。
20、go和tio2可以诱导pvdf的β相生成，并且go可以拓宽tio2的光吸收利用范围，可以促进染料的吸附，提高污染物的降解效果。
21、本专利技术公开了以下技术效果：
22、(1)本专利技术制备的pvdf-go/tio2复合薄膜具有高效催化性能：通过引入光催化剂并结合pvdf的压电效应，显著提高了薄膜的催化效率，能够在低频弱力作用下实现高效的有机污染物降解，有望在实际应用中发挥重要作用。
23、具有优异的机械性能：pvdf基复合薄膜具有良好的柔韧性，能够适应各种复杂的工作环境，不易破损。可以在搅拌、水流等弱力作用下产生形变，生成极化作用。
24、具有多孔结构：相转化法制备的薄膜具有多孔结构，有利于增加光催化剂的比表面积，进一步提升光催化性能。
25、具有环保性：相比粉末状催化剂，薄膜材料易于回收，节约回收成本且环保。薄膜材料本身无毒，使用过程不会对环境造成二次污染。
26、(2)本专利技术的pvdf-go/tio2复合薄膜的制备方法简单(喷涂成膜)、制作成本低廉，有望实现大规模生产。
27、(3)本专利技术制备的pvdf-go/tio2复合薄膜是一种可以诱导生成高β相含量的复合薄膜(go和tio2可以诱导pvdf的β相生成)，可以提高催化剂的压电响应能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种PVDF-GO/TiO2复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF包括PVDF-HFP；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的喷涂量和基材的面积的比为4～18ml:100cm2。
4.一种权利要求1～3任一项所述的制备方法制备的PVDF-GO/TiO2复合薄膜。
5.一种权利要求4所述的PVDF-GO/TiO2复合薄膜在光催化剂降解有机污染物中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述有机污染物包括染料或抗生素。
7.一种压电光催化降解水中有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光照为全光谱光照，光强为1000W/cm2；
【技术特征摘要】
1.一种pvdf-go/tio2复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述pvdf包括pvdf-hfp；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的喷涂量和基材的面积的比为4～18ml:100cm2。
4.一种权利要求1～3任一项所述的制备方法制备的pvdf-go/tio2复合...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志芳，庄佳琳，王红蕾，
申请(专利权)人：北京瀚同科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。