CN104888612A - 一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法 - Google Patents

一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104888612A
CN104888612A CN201510271268.3A CN201510271268A CN104888612A CN 104888612 A CN104888612 A CN 104888612A CN 201510271268 A CN201510271268 A CN 201510271268A CN 104888612 A CN104888612 A CN 104888612A
Authority
CN
China
Prior art keywords
atomic layer
precursor
reaction
layer deposition
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510271268.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104888612B (zh
Inventor
田禹
李宁
张军
詹巍
孔令超
左薇
王一然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201510271268.3A priority Critical patent/CN104888612B/zh
Publication of CN104888612A publication Critical patent/CN104888612A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104888612B publication Critical patent/CN104888612B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,涉及一种对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法。本发明是要解决现有膜污染及膜光催化改性方法存在膜孔阻塞、催化剂不稳定、光催化效率低的技术问题。本发明的方法为:一、将微滤膜放入反应腔室中进行加热;二、制备第一沉积层;三、制备第二沉积层;四、制备总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。本光催化改性微滤膜降解有机污染物的性能较强,有机污染物的去除率达90%以上,可同时降解膜污染物及水中有机污染物,延缓膜污染的同时提高水质。本发明应用于膜的改性领域。

Description

一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法
技术领域
本发明涉及一种对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法。
背景技术
膜法水处理技术是我国水环境严重污染条件下,实现水质高效处理的主导技术,但膜污染导致其运行成本提高40%以上,已成为限制其快速发展的技术瓶颈。膜的光催化改性技术,通过在膜材料上负载或嵌入光催化剂,吸收光子能量,抑制细菌等微生物的吸附,降解膜上有机污染物,实现膜污染的自我清洁,有效控制膜污染。
目前,膜的光催化改性主要采用浸没沉淀、接枝聚合和共混改性等方法,存在催化剂分布不均、稳定性较差、膜孔易阻塞、光催化效率较低等缺点。原子层沉积技术,利用气体前驱体与基底间的化学吸附和化学反应过程,生成可用于改性的目标生成物,它以单原子形式一层一层地沉积在基底表面,实现基底的表面改性。
发明内容
本发明是要解决现有膜污染及膜光催化改性方法存在膜孔阻塞、催化剂不稳定、光催化效率低的技术问题,从而提供了一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法。
本发明的第一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤二和步骤三,至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
本发明的第二种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、重复步骤二,得到厚度为0.2~400nm的第一沉积层;
四、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
五、重复步骤四至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
本发明的第三种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤三,得到厚度为0.2~400nm的第二沉积层;
五、重复步骤二,得到厚度为0.2~400nm的第一沉积层;
六、重复步骤四和步骤五,至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
本发明包括以下有益效果:
1、本发明所述的光催化改性微滤膜,通过原子层沉积技术实现纳米级沉积层厚度精确控制,有效避免改性过程中膜孔阻塞的难题。
2、本发明利用原子层沉积技术通过气相化学吸附反应,同时在膜面和孔壁形成均匀一致的光催化沉积层,可增大催化剂的比表面积,提高光催化效率。
3、本光催化改性微滤膜在光照条件下表面亲水性能明显改善,改性膜较未改性膜表面水接触角下降20~60°,紫外光照30min后接触角下降近50~90°。
4、本光催化改性微滤膜降解有机污染物的性能较强,向初始浓度为0.5mg/L的亚甲基蓝染料中加入改性膜,在20W紫外光照120min,有机污染物的去除率达90%以上,可同时降解膜污染物及水中有机污染物,延缓膜污染的同时提高水质。
附图说明
图1为微滤膜光催化改性前的SEM图片;
图2为试验一微滤膜光催化改性后的SEM图片;
图3为试验一微滤膜光催化改性后的Zn元素的XPS图谱;
图4为试验一微滤膜光催化改性后的Ti元素的XPS图谱;
图5为试验一微滤膜光催化改性后的O元素的XPS图谱;
图6为原膜吸附、试验一改性膜吸附、改性膜光催化降解亚甲基蓝浓度随时间变化曲线;其中,为原膜吸附亚甲基蓝浓度随时间变化曲线;为试验一改性膜吸附亚甲基蓝浓度随时间变化曲线;为试验一改性膜光催化降解亚甲基蓝浓度随时间变化曲线;
图7为试验一光催化改性微滤膜使用次数对亚甲基蓝降解率的影响。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤二和步骤三,至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
本实施方式包括以下有益效果:
1、本实施方式所述的光催化改性微滤膜,通过原子层沉积技术实现纳米级沉积层厚度精确控制,有效避免改性过程中膜孔阻塞的难题。
2、本实施方式利用原子层沉积技术通过气相化学吸附反应,同时在膜面和孔壁形成均匀一致的光催化沉积层,可增大催化剂的比表面积,提高光催化效率。
3、本光催化改性微滤膜在光照条件下表面亲水性能明显改善,改性膜较未改性膜表面水接触角下降20~60°,紫外光照30min后接触角下降近50~90°。
4、本光催化改性微滤膜降解有机污染物的性能较强,向初始浓度为0.5mg/L的亚甲基蓝染料中加入改性膜,在20W紫外光照120min,有机污染物的去除率达90%以上,可同时降解膜污染物及水中有机污染物,延缓膜污染的同时提高水质。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一中微滤膜的膜材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醚、陶瓷或不锈钢。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:所述的前驱体氧源为H2O或O3。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述的前驱体钛源为TiCl4、Ti(OCH(CH3)2)4或Ti(OCH3)4。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:所述的前驱体锌源为Zn(C2H5)2或Zn(CH3)2。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六:本实施方式的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、重复步骤二,得到厚度为0.2~400nm的第一沉积层;
四、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
五、重复步骤四至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式六不同的是:步骤四中每种前驱体在温度为50~130℃下反应5~30s。其它与具体实施方式六相同。
具体实施方式八:本实施方式的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤三,得到厚度为0.2~400nm的第二沉积层;
五、重复步骤二,得到厚度为0.2~400nm的第一沉积层;
六、重复步骤四和步骤五,至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式八不同的是:步骤二中每种前驱体在温度为50~130℃下反应5~30s。其它与具体实施方式八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一或九不同的是:步骤三中每种前驱体在温度为50~130℃下反应5~30s。其它与具体实施方式一或九相同。
通过以下试验验证本发明的有益效果:
试验一:本试验的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为80℃,然后将聚四氟乙烯微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将前驱体钛源TiCl4通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应5s,反应完成后,N2吹扫10s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应5s,反应完成后,N2吹扫10s,得到第一沉积层;
三、将前驱体锌源Zn(C2H5)2通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应5s,反应完成后,N2吹扫10s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应5s,反应完成后,N2吹扫10s,得到第二沉积层;
四、重复步骤二和步骤三,至总沉积厚度为10nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。
微滤膜光催化改性前的SEM图片如图1所示;本试验微滤膜光催化改性后的SEM图片如图2所示;由图1和图2可以看出,原子层沉积三维保形性的特点显示微滤膜光催化改性前后表面形态无明显变化,表面光滑程度略有增加,表明沉积层比较均匀。
本试验微滤膜光催化改性后的Zn元素的XPS图谱如图3所示;本试验微滤膜光催化改性后的Ti元素的XPS图谱如图4所示;本试验微滤膜光催化改性后的O元素的XPS图谱如图5所示;从图3、图4和图5可以看出,沉积元素的价态分别为Ti4+、Zn2+、O2-,表明沉积的催化剂为TiO2/ZnO复合光催化剂。
取面积约为3.14cm2的光催化改性微滤膜置于玻璃烧杯中,加入初始浓度为0.5mg/L的亚甲基蓝溶液20mL,常温下分别于暗处及紫外光照条件下放置150min。在此过程中,光催化改性膜的表面具有亲水性基团,与原膜相比吸附位点减少,但仍吸附一定量的亚甲基蓝污染物,光照处理的改性膜在表面可产生羟基等含氧自由基,彻底氧化降解膜表面吸附的亚甲基蓝污染物,从根本上延缓膜污染的发生。在处理10、20、30、60、90、120、150min时分别测定亚甲基蓝的浓度,绘制亚甲基蓝浓度随时间变化的曲线如图6所示;由图6可知,反应120min时亚甲基蓝降解率达90%左右。
改性膜的抗有机污染性能明显改善,重复使用此光催化改性膜,按上述步骤测定120min时亚甲基蓝的降解率,绘制其与重复使用次数的关系如图7所示,在重复使用过程中,反应后溶液中均未检出钛、锌离子,由图7可知,Ti/Zn复合光催化剂改性微滤膜在重复使用过程中保持着较高的光催化活性及稳定性,重复使用6次对亚甲基蓝的去除率仍达78%。
试验二:本试验的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为50℃,然后将聚砜微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将前驱体钛源Ti(OCH(CH3)2)4通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为50℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为50℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,得到第一沉积层;
三、将前驱体锌源Zn(C2H5)2通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为50℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为50℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,得到第二沉积层;
四、重复步骤二和步骤三,至总沉积厚度为20nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。
试验三:本试验的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为120℃,然后将聚四氟乙烯微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将前驱体锌源Zn(C2H5)2通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为120℃下反应10s,反应完成后,N2吹扫20s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为120℃下反应10s,反应完成后,N2吹扫20s,得到第一沉积层;
三、重复步骤二,得到厚度为20nm的第一沉积层;
四、将前驱体钛源TiCl4通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为120℃下反应10s,反应完成后,N2吹扫20s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为120℃下反应10s,反应完成后,N2吹扫20s,得到第二沉积层;
五、重复步骤四至总沉积厚度为100nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。
试验四:本试验的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为130℃,然后将聚四氟乙烯微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将前驱体锌源Zn(C2H5)2通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,得到第一沉积层;
三、重复步骤二,得到厚度为80nm的第一沉积层;
四、将前驱体钛源TiCl4通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫10s,得到第二沉积层;
五、重复步骤四至总沉积厚度为100nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。
试验五:本试验的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为80℃,然后将聚四氟乙烯微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将前驱体钛源TiCl4通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应30s,反应完成后,N2吹扫20s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应30s,反应完成后,N2吹扫20s,得到第一沉积层;
三、将前驱体锌源Zn(C2H5)2通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应30s,反应完成后,N2吹扫20s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为80℃下反应30s,反应完成后,N2吹扫20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤三,得到厚度为30nm的沉积层;
五、重复步骤二,得到厚度为60nm的沉积层;
六、重复步骤四和步骤五,至总沉积层厚度为180nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。
试验六:本试验的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为130℃,然后将聚四氟乙烯微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将前驱体钛源TiCl4通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫5s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫5s,得到第一沉积层;
三、将前驱体锌源Zn(C2H5)2通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应10s,反应完成后,N2吹扫5s,然后将前驱体氧源H2O通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为130℃下反应20s,反应完成后,N2吹扫5s,得到第二沉积层;
四、重复步骤三,得到厚度为60nm的沉积层;
五、重复步骤二,得到厚度为30nm的沉积层;
六、重复步骤四和步骤五,至总沉积层厚度为270nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性。

Claims (10)

1.一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤二和步骤三,至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
2.根据权利要求1所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于步骤一中微滤膜的膜材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚丙烯、聚醚、陶瓷或不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于所述的前驱体氧源为H2O或O3
4.根据权利要求1所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于所述的前驱体钛源为TiCl4、Ti(OCH(CH3)2)4或Ti(OCH3)4
5.根据权利要求1所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于所述的前驱体锌源为Zn(C2H5)2或Zn(CH3)2
6.一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、重复步骤二,得到厚度为0.2~400nm的第一沉积层;
四、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
五、重复步骤四至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
7.根据权利要求6所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于步骤四中每种前驱体在温度为50~130℃下反应5~30s。
8.一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法是按以下步骤进行的:
一、将原子层沉积设备的反应腔室的温度设定为20~130℃,然后将微滤膜放入反应腔室中进行加热;
二、将第一前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第一沉积层;
三、将第二前驱体通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,然后将前驱体氧源通入原子层沉积设备的反应腔室中进行脉冲反应,在温度为20~130℃下反应0.1~60s,反应完成后,N2吹扫0.3~20s,得到第二沉积层;
四、重复步骤三,得到厚度为0.2~400nm的第二沉积层;
五、重复步骤二,得到厚度为0.2~400nm的第一沉积层;
六、重复步骤四和步骤五,至总沉积厚度为10~800nm,即完成利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性;
所述的第一前驱体为钛源或锌源,第二前驱体为钛源或锌源,且第一前驱体和第二前驱体不相同。
9.根据权利要求8所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于步骤二中每种前驱体在温度为50~130℃下反应5~30s。
10.根据权利要求8所述的一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法,其特征在于步骤三中每种前驱体在温度为50~130℃下反应5~30s。
CN201510271268.3A 2015-05-25 2015-05-25 一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法 Active CN104888612B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510271268.3A CN104888612B (zh) 2015-05-25 2015-05-25 一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510271268.3A CN104888612B (zh) 2015-05-25 2015-05-25 一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104888612A true CN104888612A (zh) 2015-09-09
CN104888612B CN104888612B (zh) 2017-06-20

Family

ID=54021822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510271268.3A Active CN104888612B (zh) 2015-05-25 2015-05-25 一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104888612B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106207147A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 复旦大学 一种二维纳米薄膜锂离子电池负极材料及其制备方法
CN107442181A (zh) * 2017-08-17 2017-12-08 杭州汇维仕永盛染整有限公司 一种膜及制备膜的方法
CN110694639A (zh) * 2019-10-16 2020-01-17 天津大学 一种多界面磁性异质结的制备方法
CN110801810A (zh) * 2019-11-19 2020-02-18 哈尔滨工业大学 一种ZnO膜层包覆碳黑的分子污染吸附材料的制备方法和吸附装置
CN111282450A (zh) * 2020-02-24 2020-06-16 天津科技大学 一种超疏水聚丙烯多孔膜、其制备方法及提高聚丙烯多孔膜疏水性的方法
CN115558906A (zh) * 2022-04-07 2023-01-03 天津大学 一种光催化消毒的金属氧化物超晶格异质结薄膜、制备方法及应用
CN116040960A (zh) * 2022-12-29 2023-05-02 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种稳定的无机框架结构光催化TiO2薄膜的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392229A (zh) * 2011-11-01 2012-03-28 嘉兴科民电子设备技术有限公司 一种原子层沉积设备
CN102423645A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 南京工业大学 一种对聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法
CN103160802A (zh) * 2011-12-15 2013-06-19 中国科学院微电子研究所 掺氮二氧化钛薄膜的制备方法
CN103361631A (zh) * 2013-06-28 2013-10-23 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种用于光催化的氧化锌掺杂氧化钛薄膜的制备方法
WO2014130844A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 The Regents Of The University Of California Universal scalable and cost-effective surface modifications

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102423645A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 南京工业大学 一种对聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法
CN102392229A (zh) * 2011-11-01 2012-03-28 嘉兴科民电子设备技术有限公司 一种原子层沉积设备
CN103160802A (zh) * 2011-12-15 2013-06-19 中国科学院微电子研究所 掺氮二氧化钛薄膜的制备方法
WO2014130844A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 The Regents Of The University Of California Universal scalable and cost-effective surface modifications
CN103361631A (zh) * 2013-06-28 2013-10-23 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种用于光催化的氧化锌掺杂氧化钛薄膜的制备方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106207147A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 复旦大学 一种二维纳米薄膜锂离子电池负极材料及其制备方法
CN107442181A (zh) * 2017-08-17 2017-12-08 杭州汇维仕永盛染整有限公司 一种膜及制备膜的方法
CN110694639B (zh) * 2019-10-16 2022-07-29 天津大学 一种多界面磁性异质结的制备方法
CN110694639A (zh) * 2019-10-16 2020-01-17 天津大学 一种多界面磁性异质结的制备方法
CN110801810A (zh) * 2019-11-19 2020-02-18 哈尔滨工业大学 一种ZnO膜层包覆碳黑的分子污染吸附材料的制备方法和吸附装置
CN110801810B (zh) * 2019-11-19 2020-10-16 哈尔滨工业大学 一种ZnO膜层包覆碳黑的分子污染吸附材料的制备方法和吸附装置
CN111282450B (zh) * 2020-02-24 2021-07-13 天津科技大学 一种超疏水聚丙烯多孔膜、其制备方法及提高聚丙烯多孔膜疏水性的方法
WO2021169253A1 (zh) * 2020-02-24 2021-09-02 天津科技大学 一种超疏水聚丙烯多孔膜、其制备方法及提高聚丙烯多孔膜疏水性的方法
US11376553B2 (en) 2020-02-24 2022-07-05 Tianjin University Of Science And Technology Superhydrophobic polypropylene porous film, preparation method therefor, and method for improving hydrophobicity of polypropylene porous film
CN111282450A (zh) * 2020-02-24 2020-06-16 天津科技大学 一种超疏水聚丙烯多孔膜、其制备方法及提高聚丙烯多孔膜疏水性的方法
CN115558906A (zh) * 2022-04-07 2023-01-03 天津大学 一种光催化消毒的金属氧化物超晶格异质结薄膜、制备方法及应用
CN116040960A (zh) * 2022-12-29 2023-05-02 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种稳定的无机框架结构光催化TiO2薄膜的制备方法
CN116040960B (zh) * 2022-12-29 2024-04-16 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种稳定的无机框架结构光催化TiO2薄膜的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104888612B (zh) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104888612B (zh) 一种利用原子层沉积对微滤膜进行复合光催化剂改性的方法
Li et al. Precisely-controlled modification of PVDF membranes with 3D TiO2/ZnO nanolayer: enhanced anti-fouling performance by changing hydrophilicity and photocatalysis under visible light irradiation
Mavukkandy et al. Thin film deposition techniques for polymeric membranes–A review
Yang et al. Atomic layer deposition for membrane interface engineering
Li et al. Hydrophilic modification of polyvinylidene fluoride membranes by ZnO atomic layer deposition using nitrogen dioxide/diethylzinc functionalization
Shen et al. Fabrication of hydrophilic and antibacterial poly (vinylidene fluoride) based separation membranes by a novel strategy combining radiation grafting of poly (acrylic acid)(PAA) and electroless nickel plating
Xiong et al. Atomic layer deposition for membrane modification, functionalization and preparation: A review
Xing et al. MOFs self-assembled molecularly imprinted membranes with photoinduced regeneration ability for long-lasting selective separation
Saffar et al. Hydrophilic modification of polypropylene microporous membranes by grafting TiO2 nanoparticles with acrylic acid groups on the surface
CN105860117B (zh) 一种自组装石墨烯复合材料及其制备方法和应用
JPWO2003095193A1 (ja) 薄膜材料およびその製造方法
CN102423645A (zh) 一种对聚四氟乙烯分离膜表面改性的方法
CN110038445B (zh) 一种疏水膜亲水改性方法
Wu et al. Enhancing contaminant rejection efficiency with ZIF-8 molecular sieving in sustainable mixed matrix membranes
Wang et al. Superhydrophilic membrane with photo-Fenton self-cleaning property for effective microalgae anti-fouling
Zakria et al. Removal of bisphenol A from synthetic and treated sewage wastewater using magnetron sputtered CuxO/PVDF thin film photocatalytic hollow fiber membrane
Yu et al. Surface modification of poly (propylene) microporous membrane to improve its antifouling characteristics in an SMBR: O2 plasma treatment
US11896935B2 (en) Filtration membranes
Xiong et al. Upgrading polytetrafluoroethylene hollow-fiber membranes by CFD-optimized atomic layer deposition
TWI600796B (zh) 奈米多孔性薄膜及其製作方法
CN110760819A (zh) 一种利用臭氧快速实现原子层沉积膜改性的方法
Xin et al. Stably superhydrophobic (IL/TiO2) n hybrid films: Intelligent self-cleaning materials
CN110252412B (zh) 一种纳米纤维基光催化材料
Lee et al. Comb copolymer templates for interconnected, hierarchically porous TiO2 nanoisland photocatalytic membranes
JP2004352568A (ja) 薄膜材料およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Tian Yu

Inventor after: Li Ning

Inventor after: Zhang Jun

Inventor after: Lu Ruilin

Inventor after: Zhan Wei

Inventor after: Kong Lingchao

Inventor after: Zuo Wei

Inventor after: Wang Yiran

Inventor before: Tian Yu

Inventor before: Li Ning

Inventor before: Zhang Jun

Inventor before: Zhan Wei

Inventor before: Kong Lingchao

Inventor before: Zuo Wei

Inventor before: Wang Yiran

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant