一種光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜的制備方法，屬于活性炭復(fù)合材料制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)印染廢水處理方法處理不太理想，主要是因?yàn)閺U水中染料分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，成分復(fù)雜，脫色率、C0D去除率不高，容易產(chǎn)生二次污染。利用半導(dǎo)體材料的光催化性能在室溫條件下就可將許多化學(xué)法和生物法無(wú)法去除的有機(jī)物完全分解為二氧化碳和水，且不造成二次污染，它可用太陽(yáng)光和熒光燈中含有的紫外光作激發(fā)源。當(dāng)前，用于降解環(huán)境污染物的催化劑中，二氧化鈦憑借其光催化活性高、難溶、無(wú)毒和成本低等特點(diǎn)成為最具有應(yīng)用前景的光催化劑之一，且具有凈化空氣，殺死細(xì)菌，降解難降解有機(jī)物等作用。但傳統(tǒng)的納米Ti02懸浮相光催化劑易失活、易凝聚、難回收的缺點(diǎn)，因此尋找一種具有較大比表面積，又與Ti02牢固結(jié)合的高效負(fù)載材料是實(shí)用化技術(shù)的關(guān)鍵?；钚蕴坎牧献鳛橐环N理想的吸附材料，是在炭纖維技術(shù)和活性炭技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。活性炭具有較大的孔容量和比表面積，且以微孔為主，因此，有利于吸附質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入孔內(nèi)及活性表面，活性炭顯示出更高的吸附容量和更快的吸附脫附速度。利用該活性炭將有效地吸附和去除污水中的染料、楽料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等。
[0003]由于印染廢水往往含有很高的懸浮物和色素等有機(jī)物質(zhì)，任何單一技術(shù)的處理往往達(dá)不到理想的效果。目前膜分離技術(shù)與其他水處理技術(shù)的集成工藝研究，發(fā)揮各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，形成印染廢水深度處理的新工藝。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家近年來(lái)將膜分離技術(shù)，如超濾(UF)、反滲透(R0)和納濾(NF)等應(yīng)用于印染工業(yè)廢水的處理，可以大大降低能耗，減少投資。由于膜過(guò)濾技術(shù)具有分離效率高、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，使其在廢水處理領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿?。但目前MF和UF膜進(jìn)行污水處理過(guò)程中或多或少都存在一個(gè)污堵問(wèn)題，有時(shí)這個(gè)問(wèn)題還非常嚴(yán)重，導(dǎo)致出水率嚴(yán)重下降，直接影響到這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率及其成敗。利用活性炭纖維特殊的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)物理吸附性，為T(mén)i02的光催化提供了高濃度的反應(yīng)環(huán)境，以其吸附和催化協(xié)同效應(yīng)高效去除水中有機(jī)污染物，大幅提高印染污水的回用率。通過(guò)光催化活性炭納米纖維膜實(shí)現(xiàn)印染廢水循環(huán)回用，對(duì)水污染的控制和印染業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都具有非常積極的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供了一種光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜的制備方法，該方法首先將四氯化鈦制成淡黃色Ti02透明溶膠，再將其添加到配制好的苧麻纖維素溶液中，使其充分反應(yīng)，不斷攪拌至溶液透明，將混合液通過(guò)靜電紡絲制得Ti02/苧麻纖維素基復(fù)合納米纖維膜。再將復(fù)合納米纖維膜經(jīng)預(yù)氧化、炭化和活化過(guò)程，制備成具有高效吸附和催化性能的光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜，以該方法制得復(fù)合材料具有較強(qiáng)的吸附性能和較好的光催化降解性能。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜的制備方法，包括以下過(guò)程:
[0007]1) 二氧化鈦溶膠制備:按質(zhì)量份數(shù)，將5-8份四氯化鈦和2-3份冰醋酸溶于15-25份無(wú)水乙醇中，磁力攪拌2-3h使之混合均勻，緩慢滴入5-7份-無(wú)水乙醇和0.5-0.8份去離子水的混合溶液中，控制滴定管滴速，密封攪拌得到淡黃色Ti02透明溶膠，靜置陳化2-5h;
[0008]2)首先，將由苧麻纖維制得的納米纖維素懸浮液用常規(guī)方式去離子水稀釋?zhuān)儆梅稚└咚俜稚?，以確保納米纖維素均勻分散在水中，然后用鋪有有機(jī)過(guò)濾膜的過(guò)濾裝置過(guò)濾上述稀釋液，并用真空栗真空過(guò)濾；
[0009]3)復(fù)合納米纖維膜制備:將步驟1)獲得的二氧化鈦溶膠與步驟2)獲得的苧麻纖維素溶液按照溶質(zhì)的質(zhì)量比0.01:1?0.5:1進(jìn)行混合，充分反應(yīng)，攪拌至完全混合均勻且溶液透明，通過(guò)靜電紡絲制得Ti02/苧麻纖維素基復(fù)合納米纖維膜；
[0010]4)活性炭納米纖維復(fù)合膜制備:將步驟3)獲得Ti02/苧麻纖維素纖維基納米纖維復(fù)合膜，在室溫下干燥2?3天，再移到60-70°C的真空干燥箱中干燥2?3天，干燥完畢后揭開(kāi)即可得到透明的光催化苧麻纖維活性炭納米纖維復(fù)合膜。
[0011]所述步驟2)的分散劑是三乙基己基磷酸。
[0012]所述步驟3)的靜電紡絲，紡絲電壓:15?30kV，擠出速率:1.0?2.0ML/h，接受距離:10?30cm。
[0013]本發(fā)明制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單，所獲得光催化木質(zhì)纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜具有較強(qiáng)的吸附性能和較好的光催化降解性能。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。以下實(shí)施例僅對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
[0015]一種光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜的制備方法，包括以下過(guò)程:
[0016]1) 二氧化鈦溶膠制備:按質(zhì)量份數(shù)，將5-8份四氯化鈦和2-3份冰醋酸溶于15-25份無(wú)水乙醇中，磁力攪拌2-3h使之混合均勻，緩慢滴入5-7份-無(wú)水乙醇和0.5-0.8份去離子水的混合溶液中，控制滴定管滴速，密封攪拌得到淡黃色Ti02透明溶膠，靜置陳化2-5h;
[0017]2)首先，將由苧麻纖維制得的納米纖維素懸浮液用常規(guī)方式去離子水稀釋?zhuān)儆梅稚└咚俜稚?，以確保納米纖維素均勻分散在水中，然后用鋪有有機(jī)過(guò)濾膜的過(guò)濾裝置過(guò)濾上述稀釋液，并用真空栗真空過(guò)濾；
[0018]3)復(fù)合納米纖維膜制備:將步驟1)獲得的二氧化鈦溶膠與步驟2)獲得的苧麻纖維素溶液按照溶質(zhì)的質(zhì)量比0.01:1?0.5:1進(jìn)行混合，充分反應(yīng)，攪拌至完全混合均勻且溶液透明，通過(guò)靜電紡絲制得Ti02/苧麻纖維素基復(fù)合納米纖維膜；
[0019]4)活性炭納米纖維復(fù)合膜制備:將步驟3)獲得Ti02/苧麻纖維素纖維基納米纖維復(fù)合膜，在室溫下干燥2?3天，再移到60-70°C的真空干燥箱中干燥2?3天，干燥完畢后揭開(kāi)即可得到透明的光催化苧麻纖維活性炭納米纖維復(fù)合膜。
[0020]所述步驟2)的分散劑是三乙基己基磷酸。
[0021 ] 所述步驟3)的靜電紡絲，紡絲電壓:15?30kV，擠出速率:1.0?2.0ML/h，接受距離:10?30cm。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]一種光催化苧麻纖維素基活性炭納米纖維復(fù)合膜的制備方法，包括以下過(guò)程:
[0024]1)二氧化鈦溶膠制備:按質(zhì)量份數(shù)，將5份四氯化鈦和2份冰醋酸溶于15份無(wú)水乙醇中，磁力