CN103611435B - 一种可降解有机氯化物杂化膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可降解有机氯化物杂化膜及其制备方法,属于聚合物科学与技术领域。本发明将聚偏氟乙烯粉末、聚丙烯酸微凝胶或微球分散于N,N-二甲基甲酰胺中,采用相转化法制备平板基膜。再将基膜浸入含有FeCl2的水溶液充分反应一定时间,然后浸入含有硼氢化钠的水溶液中制得含Fe0纳米粒子的杂化膜,然后再浸入含有贵金属盐的无水乙醇溶液中,制得含铁-贵金属纳米粒子的可降解有机氯化物杂化膜。该杂化膜可以降解一氯醋酸、二氯苯酚、三氯乙烯、四氯甲烷和多氯联苯等氯代有机物,具有催化反应活性高,操作使用方便,重复使用效果好等优点。另外,该膜还具有制备方法简单,成本低,适合规模化生产等优点。

Description

一种可降解有机氯化物杂化膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可降解有机氯化物杂化膜及其制备方法,属于聚合物科学与技术领域。该杂化膜可用于环境水体中有机氯化物的催化降解,其在多种催化化学反应中显示出高的活性、好的稳定性和优异的可重复使用性。
背景技术
水污染中常见的有机物有25种,其中有机氯化物(如三氯乙烯、四氯化碳等)有十种。这类物质的毒性大、难降解,进入环境水体会对人类及其生态环境造成长期威胁。近年来,有机氯化物对水质的影响引起了科学家们的极大重视,其降解技术也得到了国内外的广泛研究。目前研究较多的处理方法是利用零价铁对有机氯化物进行脱氯加氢,从而达到对其催化降解的目的。
零价铁还原技术具有原料易得、成本低、操作方便等显著优势。这种技术主要以原位可渗透墙的形式用于地下水的修复,墙体垂直于地下水流动方向,污染物与墙体内的铁粉进行接触而被还原,从而达到脱氯加氢的目的。通过纳米技术制备纳米级的零价铁可以明显提高零价铁的比表面积、反应活性,对水中有机氯化物的除去效果明显优于普通的零价还原铁粉(D.L.Huber,Small,1(2005)482-501.)。
将纳米零价铁进行化学修饰,其表面附上一种贵金属作催化剂,形成纳米双金属后,有机氯化物的降解速率显著提高。纳米双金属颗粒降解有机氯化物是一种表面氧化还原反应。铁作为还原剂,首先在水中产生H2,其随后与有机氯化物反应。在没有有效的催化剂时,氢气还原作用很弱。而贵金属作为催化剂对H2有很好的结合作用,可结合铁在水中反应产生的H2,大大促进有机氯化物的还原脱氯速率(WeiZ.etal.,ChemicalSocietyReviews,41(2012)7994-8008.)。
由于纳米双金属颗粒粒径小,表面能大及自身存在磁性,因而很容易团聚,大大降低了脱氯效率。并且其能够长期保留在悬浮液中也不利于回收和再利用,存在潜在的二次污染。为了平衡环保要求与经济效益,将双金属催化剂固定在某些载体上成为新的需要。目前,可以分散纳米粒子的固体支撑物主要有活性炭、金属氧化物、沸石或聚合物等。与均相催化剂相比,负载型催化剂更易于操作、分离、再利用和集成在反应器设备中,非常有益于使用和回收。但负载后的纳米粒子存在容易被包埋,反应活性和效率低下,重复使用性差等问题。聚合物膜是具有多孔结构的分离膜,其高的比表面积和大量的通孔结构使其成为理想的纳米粒子载体。如果将金属纳米粒子负载到膜孔中,金属纳米粒子将会有更大的活性位点与反应物分子接触反应,提高反应活性;与此同时,生成物将会更容易从纳米粒子表面离开,大大降低对活性位点的包覆,提高反应效率;此外,膜这种多孔结构载体使催化剂的操作使用更加方便。
本发明提出以物理共混方法制备的聚丙烯酸(PAA)微凝胶或微球/聚偏氟乙烯平板膜为基膜,然后利用金属离子能够与聚电解质形成配合化合物的特性以及活泼金属置换反应的原理制备杂化膜。通过将聚丙烯酸微凝胶或微球作为铸膜液中的添加剂引入聚合物膜中,改善膜孔结构,提高膜孔体积,增强反应物的扩散渗透,提高反应速率。利用聚电解质与金属间的配位作用,实现金属纳米粒子在基膜内的高度分散和固定,克服聚集和流失缺陷。通过化学还原使铁与贵金属离子置换,得到的铁-贵金属纳米粒子具有较高的活性及稳定性。通过控制聚丙烯酸微凝胶的荷电化程度和Fe2+的浓度可以控制Fe纳米粒子的负载量,而贵金属的负载量可以通过改变置换时间以及贵金属离子的浓度来实现。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有纳米铁降解有机氯化物反应活性低,重复使用性差,操作费用大的问题。本发明提供了一种可降解有机氯化物杂化膜和该膜的制备方法。该膜包含PVDF,聚丙烯酸(PAA)微凝胶或微球和铁-贵金属纳米粒子,PAA凝胶或微球位于杂化膜膜孔,铁-贵金属纳米粒子位于聚丙烯酸(PAA)微凝胶或微球表面。
本发明解决所述产品制备方法技术问题的技术方案是:设计一种可降解有机氯化物杂化膜的制备方法,该方法是通过聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯酸(PAA)微凝胶或微球物理共混制膜,然后利用膜孔聚丙烯酸(PAA)微凝胶或微球负载铁-贵金属纳米粒子,包括如下步骤:
(1).聚丙烯酸微凝胶或微球的制备:
a)聚丙烯酸微凝胶的制备:将丙烯酸(AA)8g,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)0.1g,引发剂过硫酸钾(K2S2O4)0.2g溶解在100mL无水乙醇,氮气保护条件下,80℃恒温反应8h,得到PAA微凝胶;
b)聚丙烯酸微球的制备:将1.0g丙烯酸和1.0g二甲基丙烯酸乙二醇酯,0.04g偶氮二异丁腈溶解在80mL的乙腈中,83℃反应1.5h,离心,沉淀,真空干燥,得到聚丙烯酸(PAA)微球;
(2).PVDF平板膜的制备:
1)将步骤1得到的PAA微凝胶或微球和聚偏氟乙烯PVDF粉末加入N,N-二甲基甲酰胺DMF中,分散,真空脱泡,制得透明均一的铸膜液;
2)将铸膜液倒在洁净平整的玻璃板上,用玻璃棒将其均匀刮制成液膜,然后浸入蒸馏水中,凝固成型,蒸馏水中浸泡12h后得到平板膜。
(3).可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤(2)制得的平板基膜浸入浓度为0.1~1.0mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,再在pH值为2,浓度为0.01~10mol/L的FeCl2水溶液中浸泡4~12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入浓度为5~30mmol/L贵金属盐的无水乙醇溶液中,使Fe与贵金属离子反应2h,在无氧蒸馏水中洗去杂质后得到所述可降解有机氯化物杂化膜。
本发明解决所述产品技术问题的技术方案是:设计一种可降解有机氯化物的聚合物杂化膜,其特征在于该膜是由聚偏氟乙烯和PAA微凝胶或微球物理共混得到基膜,然后将铁-贵金属纳米粒子负载到膜孔PAA微凝胶或微球上而得。物理共混以及铁-贵金属纳米粒子负载方法由本发明所述的制备方法所规定。
本发明的可降解有机氯化物的聚合物杂化膜,PAA微凝胶或微球和铁-贵金属纳米粒子位于膜孔表面,通过PAA凝胶或微球自身结构的变化实现对膜孔大小和反应活性的调节,可以对环境pH值变化发生响应。本发明的突出优点是将PAA微凝胶或微球和铁-贵金属纳米粒子固定在膜孔内,从而使铁-贵金属纳米粒子的反应功能,PAA微凝胶或微球的pH响应功能,膜分离材料的过滤功能完美地结合在一起,通过调节膜孔内PAA微凝胶或微球的结构,方便地调节膜孔大小,从而调节其反应和过滤特性,是一种新型的膜分离材料。
本发明的可降解有机氯化物的聚合物杂化膜在常温制备所得,具有工艺方法简单,运行成本低、能耗小,处理量大,催化活性高,重复使用性能好,再生性好等优点,在降解水中高浓度难降解的有机氯化物方面有广阔的应用价值。
具体实施方式
本发明是一种可降解有机氯化物的聚合物杂化膜及其制备方法。该膜是选用聚偏氟乙烯(PVDF)作为成膜主要材料,将PAA微凝胶或微球与其物理共混,采用溶液相转化成膜的方法制得基膜,然后负载铁-贵金属纳米粒子而制得。其设计原理是将一种高分子聚合物与不相容微凝胶或微球形成浓溶液,溶液相转化成膜过程中高分子之间的相互缠结将微凝胶或微球固定到聚偏氟乙烯中;同时,高分子聚合物与微凝胶或微球之间不相容导致它们在成膜过程中相分离,形成微凝胶或微球位于膜孔表面的聚合物分离膜,然后利用微凝胶或微球中的羧基与Fe作用形成负载Fe纳米粒子的杂化膜,进一步利用贵金属离子与Fe0的反应形成铁-贵金属纳米粒子杂化膜,即所述的可降解有机氯化物杂化膜。本发明制备方法具体是选择聚丙烯酸微凝胶或微球与聚偏氟乙烯物理共混相转化成膜,制备出聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,然后通过与Fe2+络合,经NaBH4还原成位于杂化膜膜孔微凝胶或微球上的Fe纳米粒子,随后进一步将该膜与贵金属盐作用得到铁-贵金属纳米粒子杂化膜,即所述的可降解有机氯化物杂化膜。由于铁-贵金属纳米粒子在膜孔微凝胶或微球上高度分散,其可以表现出高的催化反应活性;同时,通孔结构的膜材料使得纳米粒子催化效率高,使用方便,重复利用和再生性好。另外,由于位于膜孔的聚丙烯酸具有pH敏感性,所制备的膜的孔径会随着外界pH变化而变化,可以通过外界条件的变化调节膜孔的孔径,从而调节膜的通量,膜的截留等性能,是一种新的聚偏氟乙烯(PVDF)膜分离材料。
本发明所述的可降解有机氯化物杂化膜,保存过程中要浸没在无水乙醇中,目的在于防止零价铁纳米粒子被氧化。
本发明说述的方法虽然优先选平板膜,但它同样适用于其它形式的膜,包括管式膜,中空纤维膜等其它形式,并以此来制备相应的一种可降解有机氯化物的聚合物杂化膜。
下面介绍本发明的具体实施例:
实施例1
a)聚丙烯酸微凝胶的制备:将AA8g,交联剂MBAA0.1g,引发剂K2S2O40.2g溶解在100mL无水乙醇,氮气保护条件下,80℃恒温反应8h进行自由基聚合,得到PAA微凝胶;
b)铸膜液的制备:将步骤a)制得的PAA微凝胶按PAA微凝胶质量分数为5%,10%,15%,20%,30%,40%的比例和PVDF粉末混合,然后分散在DMF中,60℃下搅拌,真空条件下静置脱泡2h,得到质量浓度为15wt%的透明均一的铸膜液;
c)PVDF平板基膜的制备:将步骤b)所得铸膜液倾倒于洁净平整的玻璃板上,用玻璃棒将其均匀刮制成液膜,然后将玻璃板浸入蒸馏水中,凝固成平板膜,于蒸馏水中浸泡12h,除去膜中残余溶剂,得到PVDF平板膜;
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得的20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为1mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡4h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为5mmol/L氯化金(HAuCl4)的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例2
a)同实施例1
b)铸膜液的制备:将步骤a)制得的PAA微凝胶按PAA微凝胶质量分数为5%,10%,15%,20%,30%,40%的比例和PVDF粉末混合,然后分散在DMF中,60℃下搅拌,真空条件下静置脱泡2h,得到质量浓度为20wt%的透明均一的铸膜液;
c)同实施例1
d)同实施例1
实施例3
a)同实施例1
b)铸膜液的制备将步骤a)制得的PAA微凝胶按PAA微凝胶质量分数为5%,10%,15%,20%,30%,40%的比例和PVDF粉末混合,然后分散在DMF中,60℃下搅拌,真空条件下静置脱泡2h,得到质量浓度为25wt%的透明均一的铸膜液;
c)同实施例1
d)同实施例1
实施例4
a)同实施例1
b)同实施例1
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c制得的20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为0.5mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为5mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡8h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为10mmol/LHAuCl4的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例5
a)同实施例1
b)同实施例2
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得的20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为0.5mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为5mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡8h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为15mmol/LHAuCl4的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例6
a)同实施例1
b)同实施例3
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得的20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为10mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为20mmol/L氯化金HAuCl4的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例7
a)同实施例1
b)同实施例1
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为10mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为30mmol/L氯化金HAuCl4的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例8
a)同实施例1
b)同实施例2
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为10mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为25mmol/L氯化金HAuCl4的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例9
a)同实施例1
b)同实施例3
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为10mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为30mmol/L氯化金HAuCl4的无水乙醇溶液中,使Fe与Au3+离子反应2h,得到Au-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例10
a)同实施例1
b)同实施例2
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为0.1-1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为5-15mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡4-8h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为5-30mmol/LAgNO3的无水乙醇溶液中,避光条件下使Fe与Ag+离子反应2h,得到Ag-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例11
a)同实施例1
b)同实施例3
c)同实施例1
d)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤c)制得的20cm2的平板基膜浸入50ml浓度为0.1-1mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,然后在pH值为2,浓度为5-10mol/L的50mLFeCl2水溶液中浸泡4-12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入50mL浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入50mL浓度为5-30mmol/LPdCl2的无水乙醇溶液中,使Fe与pd2+离子反应2h,得到Pd-Fe纳米粒子/PVDF杂化膜,即所述可降解有机氯化物杂化膜;将制得的杂化膜在无氧蒸馏水中洗去杂质,然后室温保存于无水乙醇中。
实施例12
a)(1)高分子聚合物微球的制备:将单体丙烯酸1.0g,交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯1.0g,引发剂偶氮二异丁腈0.04g溶解在80mL的乙腈中,83℃反应1.5h,离心,沉淀,真空干燥,得到聚丙烯酸微球;
b)同实施例1
c)同实施例1
d)同实施例1
实施例13
a)同实施例12
b)同实施例2
c)同实施例1
d)同实施例1
实施例14
a)同实施例12
b)同实施例3
c)同实施例1
d)同实施例1
实施例15
a)同实施例12
b)同实施例1
c)同实施例1
d)同实施例4
实施例16
a)同实施例12
b)同实施例2
c)同实施例1
d)同实施例5
实施例17
a)同实施例12
b)同实施例3
c)同实施例1
d)同实施例6
实施例18
a)同实施例12
b)同实施例1
c)同实施例1
d)同实施例7
实施例19
a)同实施例12
b)同实施例2
c)同实施例1
d)同实施例8
实施例20
a)同实施例12
b)同实施例3
c)同实施例1
d)同实施例9
实施例21
a)同实施例12
b)同实施例2
c)同实施例1
d)同实施例10
实施例22
a)同实施例12
b)同实施例3
c)同实施例1
d)同实施例11
经检测,所制备的杂化膜膜孔含有100~300nm的聚丙烯酸杂化微凝胶或50-400nm的聚丙烯酸微球,微凝胶或微球上含有分散的粒径为10~30nm铁-贵金属纳米粒子(包含Fe-Pd,Fe-Au,Fe-Ag双金属纳米粒子),膜孔孔径为25~300nm,在0.10MPa,20℃条件下纯水通量为30~500L/m2h,且膜孔孔径和水通量及牛血清蛋白截留随水溶液pH变化发生改变,有pH敏感性。在0.10MPa,20℃下以错流方式对三氯乙烯(浓度为40mg/L)的40mL水溶液进行催化性能测试,结果发现所有20cm2膜在6h的处理时间内,三氯乙烯的脱氯率达到100%,表明催化膜具有很高的反应活性。此外,经重复5次测试,膜没有明显的活性降低。经长时间使用失去活性后,将膜用pH为2的酸水处理,然后根据本发明中描述的方法负载铁-贵金属纳米粒子后,膜的反应活性可以恢复。另外,在相同的实验条件下,使用该杂化膜还可以催化降解一氯醋酸、二氯苯酚、四氯甲烷和多氯联苯等氯代有机物,脱氯率达到83.2~100%。
本发明提出的可降解有机氯化物杂化膜及其制备方法,已通过实施例进行了描述,相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合来实现本发明。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。

Claims (3)

1.一种可降解有机氯化物杂化膜,其特征在于该膜由10~30nm的铁-贵金属纳米粒子,100~300nm的聚丙烯酸微凝胶和PVDF组成,聚丙烯酸微凝胶位于孔径为25~300nm的膜孔,铁-贵金属纳米粒子位于膜孔的微凝胶上;所述的贵金属为金,银或钯;所述可降解有机氯化物杂化膜在使用中膜孔大小能够随环境pH变化而发生变化,且所述可降解有机氯化物杂化膜具有pH敏感反应功能。
2.根据权利要求1所述的一种可降解有机氯化物杂化膜,其特征在于该膜具有对一氯醋酸、二氯苯酚、三氯乙烯、四氯甲烷和多氯联苯的脱氯降解功能。
3.根据权利要求1所述的一种可降解有机氯化物杂化膜制备方法,其特征在于该膜通过如下方法步骤制备:
(1)聚丙烯酸微凝胶的制备:
a)聚丙烯酸微凝胶的制备:将丙烯酸(AA)8g,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)0.1g,引发剂过硫酸钾(K2S2O8)0.2g溶解在100mL无水乙醇,氮气保护条件下,80℃恒温反应8h,得到PAA微凝胶;
(2)PVDF平板膜的制备:
1)将步骤1得到的PAA微凝胶和聚偏氟乙烯PVDF粉末加入N,N-二甲基甲酰胺DMF中,分散,真空脱泡,制得透明均一的铸膜液;
2)将铸膜液倒在洁净平整的玻璃板上,用玻璃棒将其均匀刮制成液膜,然后浸入蒸馏水中,凝固成型,蒸馏水中浸泡12h后得到平板膜;
(3)可降解有机氯化物杂化膜制备:将步骤(2)制得的平板基膜浸入浓度为0.1~1.0mol/L的NaOH溶液中浸泡4h,然后蒸馏水中浸泡2小时,再在pH值为2,浓度为0.01~10mol/L的FeCl2水溶液中浸泡4~12h,将处理后的平板基膜用蒸馏水充分清洗后,放入浓度为1.5g/L的NaBH4水溶液中还原30min,然后放入无氧蒸馏水中充分漂洗,得到负载Fe金属纳米粒子的平板膜;将负载有Fe金属纳米粒子的平板膜放入浓度为5~30mmol/L贵金属盐的无水乙醇溶液中,使Fe与贵金属离子反应2h,在无氧蒸馏水中洗去杂质后得到所述可降解有机氯化物杂化膜。
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