CN115054948B - 可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜、制备方法、应用 - Google Patents

可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜、制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油水分离膜技术领域，公开了可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜、制备方法、应用，此油水分离膜包括形成于基底膜表面的修饰层；所述修饰层是异质结纳米材料与氧化石墨烯经自组装得到，异质结纳米材料是：氮化碳表面原位生长铁基MOFs材料所得到的异质结构。本发明提供的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜，其是通过亲水的PDA/g‑C3N4@NMB异质结纳米材料与GO片层自组装形成了具有良好表面亲水‑水下超疏油润湿特性的PDA/g‑C3N4@NMB复合膜。复合膜具有优异的油水分离性能及可见光驱动自清洁性能。

Description

可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜、制备方法、 应用
技术领域
本发明涉及油水分离膜，具体地说，可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜、制备方法、应用。
背景技术
油水混合物或乳化液广泛存在于石油、化工及机械等行业中，对生态环境和人体健康具有较大的危害，并影响生产过程。其中油可以是脂肪、碳氢化合物或各种石油馏分如柴油、汽油、煤油等。离心分离、浮选、吸附、电化学、生物降解等方法，虽然对于油水分离有一定的作用，但因方法的不同，存在着各自的局限性，如：往往需要耗费大量的能源、分离精度较低、工艺复杂和设备昂贵等。
造成油水混合物分离困难的主要原因是油水混合物中液滴尺寸多变，不同于传统的固-液分离，液-液分离过程中液滴经历着形变和聚并等一系列物理形状变化，使油水分离过程显得尤为复杂多变。传统的油水分离方法常不能很好的满足分离要求，尤其是被表面活性剂所稳定，液滴平均直径小于20μm的油水乳液体系。针对以上问题，膜分离技术可以根据需要，调节孔径大小，达到精确分离的目的，而且膜分离过程可以在常温下进行，属于物理变化过程，无需加入化学试剂，常在重力作用下即可完成分离，操作简单方便。
然而，膜分离材料在油水分离应用过程中，其膜材料表面极易被污染物吸附导致严重的膜污染问题，油污极易粘附在膜表面，堵塞膜孔隙，降低膜的分离效率，减少分离油水分离膜的使用寿命。目前，传统的油水分离膜普遍存在膜污染问题，严重限制了膜分离技术在该领域的实际应用。
近年来，光催化降解技术在膜分离领域得到广泛关注，将光催化降解技术引入膜材料中，可实现复合膜在光驱动下的自清洁能力，以进一步提高复合膜的抗污染性能。氮化碳二维纳米材料具有优异的可见光光催化性能，且制备方法简单，成本低廉。但其可见光光催化性能还有待进一步提高。
发明内容
<本发明解决的技术问题>
用以解决现有技术中存在的氮化碳光催化性能不佳的问题。
<本发明采用的技术方案>
针对上述的技术问题，本发明提供的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜，其是通过亲水的PDA/g-C3N4@NMB复合材料与GO片层自组装形成了具有良好表面亲水-水下超疏油润湿特性的PDA/g-C3N4@NMB复合膜。成功在复合膜的表面引入了具有光催化性能的改性氮化碳PDA/g-C3N4@NMB，并通过原位生长得到了具有光芬顿活性的NH2-MIL-88B（Fe），使复合膜在可见光下具有优异的光催化降解性能, 实现了复合膜在可见光驱动下对污染物的光催化降解性能。最终，获得了表面亲水/水下超疏油的润湿特性且具备可见光驱动自清洁能力的多功能复合膜。
具体内容如下：
第一，本发明提供了一种可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜，此油水分离膜包括形成于基底膜表面的修饰层；
所述修饰层是异质结纳米材料与氧化石墨烯经自组装得到，异质结纳米材料是：氮化碳表面原位生长铁基MOFs材料所得到的异质结构。
第二，本发明提供了一种可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜的制备方法，包括如下步骤：
S1 异质结纳米材料的制备；
S2 油水分离膜的构建。
第三，本发明提供了可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜在油水分离领域中的应用。
<本发明采用的技术机理>
本发明通过在氮化碳二维纳米片表面原位生长具有光芬顿效应的铁基MOFs材料，制备得到氮化碳异质结光催化剂，再利用氧化石墨烯（GO）的良好成膜性，将GO纳米片与氮化碳异质结光催化剂通过层层自组装在基底膜表面上构筑具有可见光驱动自清洁性能的高效分离性能的油水分离膜。
进一步地，氮化碳异质结光催化剂表面由于具有微、纳粗糙结构，能够使复合膜具有优异的润湿特性，从而可提高复合膜的抗污染性能。此外，复合膜中氮化碳异质结光催化剂的存在使复合膜具有优异的可见光驱动自清洁性能，能够进一步缓解膜的污染问题，最终获得具有优异可见光驱动自清洁性能的高性能油水分离膜。
<本发明达到的有益效果>
（1）本发明提供的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有较高的水通量，PDA/g-C3N4@NMB/GO复合膜的水通量可达到3257±158 L·m-2·h-1·bar-1，可实现对油水乳状液的快速分离。PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有高效的油水分离性能，能够有效处理不同类型的油水乳状液。
（2）本发明提供的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有表面亲水/水下超疏油润湿特性，通过对PDA/g-C3N4@NMB复合膜的循环测试和稳定性的测试，表明复合膜具有良好的抗污染能力、较高的重复使用率以及较强的机械稳定性。此外，复合膜还具有优异的抗原油粘附性能。
（3）本发明提供的所制备的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有优异的光催化降解活性。结果表明，在可见光下PDA/g-C3N4@NMB复合膜80 min 内即可实现对100 mL 10 ppm 亚甲基蓝（MB）的全部降解，体现出优异的可见光驱动自清洁能力。
附图说明
图1为PDA/g-C3N4、PDA/g-C3N4@NMB及PDA/g-C3N4@NMB复合膜的傅立叶红外光谱图（FTIR）。
图2为PDA/g-C3N4及PDA/g-C3N4@NMB的微观形貌图，
a)为PDA/g-C3N4，
b)为NH2-MIL-88B(Fe)，b1)为NH2-MIL-88B(Fe)的晶体尺寸图，
c)、d)为PDA/g-C3N4@NMB复合膜。
图3为纯GO膜与PDA/g-C3N4@NMB复合膜的润湿性能图，
a)为GO膜与PDA/g-C3N4@NMB复合膜在空气中的水接触角，
b)为PDA/g-C3N4@NMB复合膜在水下的不同油相接触角，
c)为PDA/g-C3N4@NMB复合膜的水下抗油粘附性能，
d)为PDA/g-C3N4@NMB复合膜在水下的滑动接触角。
图4是PDA/g-C3N4@NMB复合膜的分离性能图，
a)为PDA/g-C3N4@NMB复合膜对油水乳状液的分离性能，
b)为PDA/g-C3N4@NMB复合膜对不含表面活性剂SDS的油水乳状液的分离性能。
图5为PDA/g-C3N4@NMB复合膜的抗污染性能图，
a)为10次循环实验结果图，
b)为10次循环测试的滤液实物图。
图 6为PDA/g-C3N4@NMB复合膜的光催化降解性能图，
a)为溶液中的亚甲基蓝浓度图；
b)为溶液中的亚甲基蓝浓度的实物图。
注：图1-图6经灰度处理。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一，本发明提供了一种可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜，此油水分离膜包括形成于基底膜表面的修饰层；
所述修饰层是异质结纳米材料与氧化石墨烯经自组装得到，异质结纳米材料是：铁基MOFs材料在氮化碳的表面原位生长得到的粗糙结构。
本发明中，铁基MOFs材料为NH2-MIL-88B(Fe)，氮化碳与铁基MOFs材料的质量比为1:2~4。
本发明中，异质结纳米材料是氮化碳、FeCl3·6H2O与2-氨基对苯二甲酸经溶剂热反应得到。
本发明中，溶剂热反应的条件为60~130℃，8~15h。
本发明中，氮化碳经多巴胺改性处理，处理的方法为，氮化碳分散于缓冲液中，搅拌过程中加入多巴胺，经反应得到；氮化碳与多巴胺的质量比为1:0.15~0.3。
本发明中，基底膜为混酸纤维膜。
第二，本发明提供过了一种可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜的制备方法，包括如下步骤：
S1 异质结纳米材料的制备
氮化碳溶于溶剂中，经分散处理，再加入铁基MOFs材料的原料，搅拌后，经溶剂热反应得到中间体，中间体经离心、洗涤、烘干得到异质结纳米材料；
S2 油水分离膜的构建
异质结纳米材料分散于去离子水中得到第一分散液，氧化石墨烯经分散得到第二分散液，第一分散液和第二分散液共混后，再一同与基底膜经减压抽滤得到油水分离膜。
本发明中，溶剂为DMF、水、N,N-二乙基甲酰胺、或DMF与甲醇的混合溶剂。其中，DMF与甲醇可选用以任意比例共混得到。
具体地制备过程如下：
（1）PDA/g-C3N4的制备
配置Tris-HCl缓冲液，g-C3N4分散于Tris-HCl缓冲液中，超声20~45min。在搅拌过程中，加入多巴胺盐酸盐（Da·HCl），采用1mol/L NaOH溶液调节pH值至8.5。将混合物在室温下反应20~30h。将产物离心（8000 rpm）并用水反复多次清洗，收集下层固体并干燥，制备得到PDA/g-C3N4。
（2）PDA/g-C3N4@NMB的制备
称取一定量的PDA/g-C3N4加入至DMF中，搅拌并超声使其均匀分散。并向溶液中加入FeCl3·6H2O 与2-氨基对苯二甲酸 (4 mmol, 362 mg)，在室温下搅拌0.5~2h。再将溶液转移至水热釜（100 mL）中，在60~130℃下反应8~15 h。反应后，待溶液冷却至室温，将产物离心（8000 rpm，10 min），依次用DMF清洗2次，无水乙醇洗涤4次。最后将棕褐色的产物在60℃真空烘箱中干燥24 h，制备得到PDA/g-C3N4@NMB异质结材料。
（3）PDA/g-C3N4@NMB复合膜的制备
称取PDA/g-C3N4@NMB异质结粉末分散在去离子水中，超声15~45 min至均匀分散，配置得到0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液。将0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液与0.01mg/mL GO分散液均匀混合后，待分散液均匀分散后，以0.22 μm混酸纤维膜为基底膜，在减压抽滤下制备得到PDA/g-C3N4@NMB复合膜。
第三，本发明提供了一种由前述的氮化碳异质结油水分离膜在油水分离领域中的应用。
<实施例>
实施例1
一种可见光驱动自清洁氧化石墨烯油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）PDA/g-C3N4的制备
配置Tris-HCl缓冲液 (50 mL, 0.01mol/L, pH 8.5），0.25 g g-C3N4分散于50 mLTris-HCl缓冲液中，超声30 min。在搅拌过程中，加入0.062 g 多巴胺盐酸盐（Da·HCl），采用1mol/L NaOH溶液调节pH值至8.5，得到混合物，将混合物在室温下反应24 h，反应后得到产物。将产物离心（8000 rpm）并用水反复多次清洗，收集下层固体并干燥，制备得到PDA/g-C3N4。
（2）PDA/g-C3N4@NMB的制备
称取一定量的PDA/g-C3N4加入至36 mL DMF中，搅拌并超声使其均匀分散。并向溶液中加入FeCl3·6H2O (2 mmol, 540 mg) 与2-氨基对苯二甲酸 (2 mmol, 362 mg)，在室温下搅拌1h。再将溶液转移至水热釜（100 mL）中，在110 ℃下反应12 h。反应后，待溶液冷却至室温，将产物离心（8000 rpm，10min），依次用DMF清洗2次，无水乙醇洗涤4次。最后将棕褐色的产物在60 ℃真空烘箱中干燥24 h，制备得到PDA/g-C3N4@NMB异质结材料，其中PDA/g-C3N4与NH2-MIL-88B(Fe)的质量比为1:4。
（3）PDA/g-C3N4@NMB复合膜的制备
称取5mg PDA/g-C3N4@NMB异质结粉末分散在50 mL去离子水中，超声20 min至均匀分散，配置得到0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液。将7 mL 0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液与5 mL 0.01mg/mL GO分散液均匀混合后，待分散液均匀分散后，以0.22 μm混酸纤维膜为基底膜，在减压抽滤下制备得到PDA/g-C3N4@NMB复合膜。
实施例2
一种可见光驱动自清洁氧化石墨烯油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）PDA/g-C3N4的制备
配置Tris-HCl缓冲液 (50 mL, 0.01mol/L, pH 8.5），0.25 g g-C3N4分散于50 mLTris-HCl缓冲液中，超声30 min。在搅拌过程中，加入0.062 g 多巴胺盐酸盐（Da·HCl），采用1mol/L NaOH溶液调节pH值至8.5，得到混合物。将混合物在室温下反应24 h，反应得到产物。将产物离心（8000 rpm）并用水反复多次清洗，收集下层固体并干燥，制备得到PDA/g-C3N4。
（2）PDA/g-C3N4@NMB的制备
称取一定量的PDA/g-C3N4加入至36 mL DMF中，搅拌并超声使其均匀分散。并向溶液中加入FeCl3·6H2O (4 mmol, 540 mg) 与2-氨基对苯二甲酸 (4 mmol, 362 mg)，在室温下搅拌1h。再将溶液转移至水热釜（100 mL）中，在110 ℃下反应12 h。反应后，待溶液冷却至室温，将产物离心（8000 rpm，10 min），依次用DMF清洗2次，无水乙醇洗涤4次。最后将棕褐色的产物在60 ℃真空烘箱中干燥24 h，制备得到PDA/g-C3N4@NMB异质结材料，其中PDA/g-C3N4与NH2-MIL-88B(Fe)的质量比为1:2。
（3）PDA/g-C3N4@NMB复合膜的制备
称取5mg PDA/g-C3N4@NMB异质结粉末分散在50 mL去离子水中，超声20 min至均匀分散，配置得到0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液。将7 mL 0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液与5 mL 0.01mg/mL GO分散液均匀混合后，待分散液均匀分散后，以0.22μm混酸纤维膜为基底膜，在减压抽滤下制备得到PDA/g-C3N4@NMB复合膜。
实施例3
一种可见光驱动自清洁氧化石墨烯油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）PDA/g-C3N4的制备
配置Tris-HCl缓冲液 (50 mL, 0.01mol/L, pH 8.5），0.25 g g-C3N4分散于50 mLTris-HCl缓冲液中，超声30 min。在搅拌过程中，加入0.062 g 多巴胺盐酸盐（Da·HCl），采用1mol/L NaOH溶液调节pH值至8.5，得到混合物，将混合物在室温下反应24 h，反应后得到产物。将产物离心（8000 rpm）并用水反复多次清洗，收集下层固体并干燥，制备得到PDA/g-C3N4。
（2）PDA/g-C3N4@NMB的制备
称取一定量的PDA/g-C3N4加入至36 mL DMF中，搅拌并超声使其均匀分散。并向溶液中加入FeCl3·6H2O (2 mmol, 540 mg) 与2-氨基对苯二甲酸 (2 mmol, 362 mg)，在室温下搅拌1h。再将溶液转移至水热釜（100 mL）中，在80 ℃下反应10 h。反应后，待溶液冷却至室温，将产物离心（8000 rpm，10min），依次用DMF清洗2次，无水乙醇洗涤4次。最后将棕褐色的产物在60 ℃真空烘箱中干燥24 h，制备得到PDA/g-C3N4@NMB异质结材料，其中PDA/g-C3N4与NH2-MIL-88B(Fe)的质量比为1:4。
（3）PDA/g-C3N4@NMB复合膜的制备
称取5mg PDA/g-C3N4@NMB异质结粉末分散在50 mL去离子水中，超声20 min至均匀分散，配置得到0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液。将7 mL 0.1 mg/mL PDA/g-C3N4@NMB分散液与5 mL 0.01mg/mL GO分散液均匀混合后，待分散液均匀分散后，以0.22μm混酸纤维膜为基底膜，在减压抽滤下制备得到PDA/g-C3N4@NMB复合膜。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，（2）PDA/g-C3N4@NMB的制备中，DMF替换为去离子水、或N,N-二乙基甲酰胺。
<实验例>
以实施例1制备得到的复合膜为样品，对复合膜的化学组成、微观形貌、润湿性能进行了表征和分析，评价了复合膜的油水分离性能，考察研究了其在可见光下的自清洁性能及抗污染性能。结果如图1至图6所示。
FTIR
图1为PDA/g-C3N4、PDA/g-C3N4@NMB及PDA/g-C3N4@NMB复合膜的傅立叶红外光谱图（FTIR）。
对于纯g-C3N4在810 cm-1处的特征吸收峰为三嗪单元的振动拉伸。从PDA/g-C3N4的红外光谱图可得，在1508cm-1和1620 cm-1处有两个特征峰，分别为PDA的二氢吲哚和吲哚结构振动，表明聚多巴胺对g-C3N4的成功改性。
在PDA/g-C3N4@NMB的红外谱图中，1580 cm-1和1382 cm-1处的两个吸收峰是由典型的羧基伸缩振动引起的。1257 cm-1和769 cm-1处的峰分别是由苯环的C-N和C-H键引起的。同时，在520 cm-1和440 cm-1处出现的特征吸收峰为Fe-O键的伸缩振动峰。上述特征峰的出现说明了Fe（III）阳离子簇和有机配体（2-氨基对苯二甲酸）之间的相互作用，进一步说明了在PDA/g-C3N4@NMB的成功制备。
微观形貌
图2为PDA/g-C3N4及PDA/g-C3N4@NMB的微观形貌图。
如图2 a)所示，采用PDA改性后的氮化碳（PDA/g-C3N4）表面相比纯g-C3N4片层结构具有许多片层和小棒而表现得更粗糙。原位生长NH2-MIL-88B(Fe)后，可在PDA/g-C3N4片层周围，观察到尺寸均匀的NH2-MIL-88B(Fe)多面体形状的晶体（见图2 b)）。NH2-MIL-88B(Fe)的晶体尺寸约为200-300 nm左右（见图2 b1））。所生长的NH2-MIL-88B(Fe)材料有利于我们构筑具有粗糙结构的高性能复合膜。
图2 c）、图2 d）分别为PDA/g-C3N4@NMB复合膜在不同放大倍数下的SEM图。
由图2 c）可观察到复合膜表面的均匀、平整，这是由于所制备的PDA/g-C3N4@NMB与氧化石墨烯GO片层间协同形成了稳定且具有粗糙结构的油水分离膜；放大后，可明显观察到复合膜表面由大小均匀的PDA/g-C3N4@NMB构成（图2 d）），说明了本申请PDA/g-C3N4@NMB复合膜的成功制备。
润湿性能
图3为纯GO膜与PDA/g-C3N4@NMB复合膜的润湿性能图。
由图3 a)可知，GO膜与PDA/g-C3N4@NMB复合膜在空气中的水接触角（WCA）分别62.5°与60.3°，说明所制备的复合膜与GO膜均表现出良好的亲水性能。
然后，对PDA/g-C3N4@NMB复合膜在水下的不同油相接触角进行了分析（见图3 b）），分别测定了石油醚、正己烷、二氯甲烷、柴油、十六烷以及二甲苯在复合膜表面的水下油接触角（OCA）。结果表明PDA/g-C3N4@NMB复合膜的水下油接触角（UWOCA）均大于150°，表现出良好的水下超疏油性能。
本申请还研究了PDA/g-C3N4@NMB复合膜的水下抗油粘附性能，实验结果表明，PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有良好的水下抗油粘附性能（见图3 c)），而GO膜则不具有水下抗油粘附性能。此外，图3 d）为PDA/g-C3N4@NMB复合膜在水下的滑动接触角，实验结果表明该复合膜的滑动接触角小于4°，进一步说明了PDA/g-C3N4@NMB复合膜的水下超疏油性质。
根据上述实验结果分析得出，所制备的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有良好的表面亲水-水下超疏油性质，对比GO膜体现出良好的润湿性能。这主要是由于复合膜表面由亲水的PDA/g-C3N4@NMB与GO片层通过自组装形成了具有良好亲水表面且具有微纳米级粗糙结构，从而表现出优异的润湿性能。
油水分离性能
图4是PDA/g-C3N4@NMB复合膜的分离性能图，PDA/g-C3N4@NMB复合膜的水通量为3257±158L·m-2·h-1·bar-1，结果表明所制备的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有较高的水通量，有利于实现对油水乳状液的快速分离。
本申请还进一步研究了PDA/g-C3N4@NMB复合膜对油水乳状液的分离性能，结果显示PDA/g-C3N4@NMB复合膜对石油醚、泵油、环己烷、正己烷、甲苯、柴油、轻质原油乳状液（含SDS）均具有良好的分离效果，其对乳状液的分离效率均达到 98.5%以上，说明PDA/g-C3N4@NMB复合膜均能使稳定的油水乳状液破乳，从而有效地实现油水分离。
针对不同油水乳状液，其通量的值不同，其中石油醚、泵油、环己烷、正己烷、甲苯、柴油、轻质原油乳状液的分离通量分别为1784、1602、1597、1532、1441、1280、1259 L·m-2·h-1·bar-1，这与油的性质与粘度以及其在乳状液中的浓度等因素有关。
此外，本申请还考察了PDA/g-C3N4@NMB复合膜对不含表面活性剂SDS的油水乳状液的分离效果，PDA/g-C3N4@NMB复合膜对环己烷、甲苯、正己烷、石油醚、柴油、汽油、泵油、轻质原油的油水乳状液（不含SDS）均体现出良好分离效率，其分离效率均在98.5 %以上。由于没有表面活性剂SDS的存在，油水乳状液更易分离，因此，相比加入SDS的乳状液，具有更高的分离通量。上述研究结果表明，所制备的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有高效的油水分离性能，能够有效快速地处理不同类型的油水乳状液。
抗污染性能
图5为PDA/g-C3N4@NMB复合膜的抗污染性能图，通过10次循环实验，PDA/g-C3N4@NMB复合膜均表现出对环己烷乳状液（含SDS）的良好分离性能。并且10次循环测试的滤液均澄清透明，说明复合膜在多次循环后仍然具有良好的分离效率。同时，在循环过程中PDA/g-C3N4@NMB复合膜的水通量和处理乳状液的通量均未出现大幅度地衰减。这是由于所制备的PDA/g-C3N4@NMB复合膜具有良好的表面亲水-水下超疏油润湿性能。复合膜表面由亲水的PDA/g-C3N4@NMB与GO片层通过自组装形成了具有良好亲水表面且具有微纳米级粗糙结构，有利于水分子快速在膜表面形成水膜，降低了油污对膜表面的粘附性，体现出良好的抗污染性能，通过纯水对膜表面的清洗即可实现对膜表面油污的清洗，使膜的水通量的恢复。循环测试结果表明，PDA/g-C3N4@NMB膜具有良好的抗污染能力和较高的重复使用率。
光催化降解性能
图 6为PDA/g-C3N4@NMB复合膜的光催化降解性能图。本实验以亚甲基蓝（MB）溶液为污染模型，考察了PDA/g-C3N4@NMB复合膜的光芬顿催化活性进行了评价。
结果表明，在可见光作用下复合膜在80 min内实现了对MB染料的全部降解。同时可根据测定溶液的紫外可见吸收峰来表征溶液中的亚甲基蓝浓度，结果见图6。在处理之前，可以看到在664 nm有强的吸收峰，说明亚甲基蓝（MB）的浓度较高，随着光辐射时间增加，溶液中的亚甲基蓝浓度逐渐减小，并在80 min内实现了对100 mL 10 ppm亚甲基蓝（MB）溶液的全部降解。结果表明亚甲基蓝@NMB复合膜具有非常优异的可见光光芬顿催化活性，能够在较短的时间内实现对有机污染物的有效降解。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜，其特征在于，此油水分离膜包括形成于基底膜表面的修饰层；
所述修饰层是异质结纳米材料与氧化石墨烯经自组装得到，异质结纳米材料是：氮化碳表面原位生长铁基MOFs材料所得到的异质结构；
铁基MOFs材料为NH2-MIL-88B(Fe)，氮化碳与铁基MOFs材料的质量比为1:2~4；
异质结纳米材料是氮化碳、FeCl3·6H2O与2-氨基对苯二甲酸经溶剂热反应得到；
氮化碳经多巴胺改性处理；处理的方法为，
氮化碳分散于缓冲液中，搅拌过程中加入多巴胺，经反应得到；氮化碳与多巴胺的质量比为1:0.15~0.3。
2.根据权利要求1所述的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜，其特征在于，溶剂热反应的条件为60~130℃，8~15h。
3.一种如权利要求1至2中任一项所述的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1 异质结纳米材料的制备；
S2 油水分离膜的构建。
4. 根据权利要求3所述的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1 异质结纳米材料的制备
氮化碳溶于溶剂中，经分散处理，再加入铁基MOFs材料的原料，搅拌后，经溶剂热反应得到中间体，中间体经离心、洗涤、烘干得到异质结纳米材料；
S2 油水分离膜的构建
异质结纳米材料分散于去离子水中得到第一分散液，氧化石墨烯经分散得到第二分散液，第一分散液和第二分散液共混后，再一同与基底膜经减压抽滤得到油水分离膜。
5.根据权利要求4所述的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜的制备方法，其特征在于，
溶剂为DMF、水、N,N-二乙基甲酰胺、或DMF与甲醇的混合溶剂。
6.一种如权利要求3至5中任一项所述的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜的制备方法得到的油水分离膜。
7.如权利要求1至2任一项所述的可见光驱动自清洁的氮化碳异质结油水分离膜、或权利要求6所述的油水分离膜在油水分离领域中的应用。
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