CN115999546B 聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜及其制备方法和应用 （中国科学院宁波材料技术与工程研究所）

聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜及其制备本发明公开了一种聚四氟乙烯中空纤维复长低温煅烧工艺，在聚四氟乙烯中空纤维基膜表面及/或内部的聚四氟乙烯纤维/结点界面原盐环境下难降解的煤化工等高难废水及新兴有2S1、准备亲水性聚四氟乙烯中空纤维基膜，对其表S3、将胺化修饰后的聚四氟乙烯中空纤维基膜置于前S4、将经过步骤S3处理后的聚四氟乙烯中空纤维基膜置于前驱体B溶液中，使其表面和/或内部的纤维和/或结点界面原位合成双金属或多金于管式炉中，在惰性气体环境中以2_5℃/min的速度升温至250_350℃,升温速度为2_5℃/述步骤S1中，对聚四氟乙烯中空纤维基膜的纤维和/或结点界面进行胺化修饰具体为通过络交缠到聚四氟乙烯中空纤维基膜的纤维和/或结氟乙烯纤维和/或结点界面处原位合成双金属或多金属_有机框布于所述聚四氟乙烯中空纤维基膜的表面和/或内部的聚四氟乙烯纤维和/或结点处的碳烯中空纤维基膜为均质对称聚四氟乙烯中空纤维膜或均质非对称聚四氟乙烯中空纤维膜，剂在所述聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜中的质量分数为1%～10%，所述纳米催化剂的粒34聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜及其制备方法和应用单线态氧。研究报道的碳基衍生类催化剂主要利用金属/有机复合催化剂材料的高温煅烧[0005]为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种聚四氟乙烯中空纤维复合催化内部的聚四氟乙烯纤维和/或结点处的纳米催化5机框架材料是基于接枝在聚四氟乙烯基膜表面和/或内部的聚四氟乙烯纤维和/或结点界大小为30～300纳米，纳米催化剂在聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜中的质量分数为2~[0010]进一步地，所述聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜适于活化过硫酸盐产生单线态6面和/或内部的纤维和/或结点界面原位合成双金属或多金属_有基的硅烷偶联剂选自缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、氧基的硅烷偶联剂亦可以用于本发明技术所述聚四氟乙烯中空纤维基膜的纤维和/或结点中空纤维基膜的纤维和/或结点界面处的氨基的络合，以实现MOFs第一前驱体在聚四氟乙其中作用是与均匀络合负载在聚四氟乙烯中空纤维基膜的纤维和/或结点界面上的第一前7其表面和/或内部的聚四氟乙烯纤维和/或结点界面处原位合成双金属或多金属_有机框架均可有效调控聚四氟乙烯基膜中MOFs的负载量，进而调控复合催化膜中催化剂的负载量，水处理，特别是煤化工、石油化工等高盐废水处理。复合催化膜在废水中盐含量大于5000ppm的高盐环境下进行催化降解，能达到污染物去除率大于90%和/或污染物矿化率大[0024]1）本发明聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜极大的提高了对有机小分子污染物的和或内部的聚四氟乙烯纤维和/或结点的界面处原位负载双或多金属_有机框架材料幅度提高了MOFs衍生的金属掺杂的碳基纳米催化剂在聚四氟乙烯中空纤维基膜表面和孔[0026]3）本发明通过低温碳化成功实现在柔性聚合物基膜表面及孔道内部原位高载量的单线态氧在总活性氧中的摩尔占比达60%以上，有效弥补了当前柔性聚合物基复合催化可以活化PMS生成单线态氧，也有效提高了煅烧后纳米催化剂和聚四氟乙烯基膜的良好的8合催化膜对污水中多种类有机小分子污染物催化降解处理工程[0029]图1是本发明实施例1所选用的聚四氟乙烯均质对称中空纤维基膜的断面扫描电[0030]图2是本发明实施例1所选用的聚四氟乙烯均质对称中空纤维基膜的表面扫描电[0031]图3是本发明实施例1制得的聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜的表面扫描电子显[0032]图4是本发明实施例1所选用的聚四氟乙烯均质对称中空纤维基膜的断面扫描电[0033]图5是本发明实施例1制得的聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜的断面扫描电子显[0035]图7是本发明实施例2所选用的聚四氟乙烯均质非对称中空纤维基膜的断面扫描[0036]图8是本发明实施例2制得的聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜的断面扫描电子显[0037]图9是本发明对比例1制得的聚四氟乙烯中空纤维复合膜的断面扫描电子显微镜[0038]图10是本发明对比例2制得的聚四氟乙烯中空纤维复合膜的断面扫描电子显微镜[0040]应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发9聚四氟乙烯基膜转移至65℃的pH=3的盐酸水溶液中静置12小时；取出聚四氟乙烯基膜后，[0045]步骤3将经步骤1）胺化修饰后的聚四氟乙烯中空纤维基膜安装至膜分离系统[0049]通过对所制备的聚四氟乙烯复合催化膜的断面进行XPS扫描分析，该复合催化膜[0050]将得到的聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜用于催化降解去除水中新兴污染物有[0051]通过活性氧淬灭试验，该复合催化膜激活PMS生成的活性氧中单线态氧的摩尔占[0056]步骤3将经步骤1）胺化修饰后的聚四氟乙烯中空纤维基膜安装至膜分离系统在氩气环境中以4.0℃/分钟的速度升温至250℃,保温处理10小时，然后自然冷却至室温[0061]将得到的聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜用于催化降解去除水中新兴污染物有[0062]通过活性氧淬灭试验，该复合催化膜激活PMS生成的活性氧中单线态氧的摩尔占[0064]步骤1在100克水中加入6克缩水甘油基氧基丙基三乙氧基硅烷和4克缩水甘油称中空纤维基膜浸泡至溶液中4小时；随后将基膜转移至55℃的pH=2的硝酸水溶液中静置[0066]步骤3将经步骤1）胺化修饰后的聚四氟乙烯中空纤维基膜安装至膜分离系统[0069]通过扫描电镜观察测量，所制备的催化膜中催化剂纳米颗粒的平均尺寸为120纳合膜对溶液中浓度6ppm的双酚A的催化降解去除率达到95%。将该复合膜应用于氯化钠浓该复合催化膜对该高盐煤化工废水中有机污染物的矿化率达到71%（进水TOC为260，出水[0073]步骤1在100克水中加入5克N_[3_(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺和5克3_氨丙基中空纤维基膜浸泡至胺化改性剂中2小时；随后将基膜转移至65℃的pH=5的硫酸水溶液中[0075]步骤3将经步骤1）胺化修饰后的聚四氟乙烯中空纤维基膜安装至膜分离系统[0079]将得到的聚四氟乙烯中空纤维复合催化膜用于催化降解去除水中新兴污染物有解去除率达到94%。将该复合催化膜应用于氯化钠浓度高达8000ppm的煤化工某工段废水[0080]通过活性氧淬灭试验，该复合催化膜激活PMS生成的活性氧中单线态氧的摩尔占聚四氟乙烯中空纤维复合膜置于管式炉中，在氩气环境中以3.0℃/分钟的速度升温至100[0084]将得到的聚四氟乙烯中空纤维复合膜用于催化降解去除水中新兴污染物有机小达到93%；经过一次过滤，该复合膜对溶液中浓度8ppm的四环素的催化降解去除率达到测试，经过一次过滤，该复合催化膜对该高盐煤化工废水中有机污染物的矿化率仅为27%[0085]通过活性氧淬灭试验，该复合催化膜激活PMS生成的活性氧中单线态氧的摩尔占MOFs/聚四氟乙烯中空纤维复合膜置于管式炉中，在氩气环境中以3.0℃/分钟的速度升温[0088]如图10所示，为该对比例所得聚四氟乙烯中空纤维复合膜的断面局部放大照[0089]将得到的聚四氟乙烯中空纤维复合膜用于催化降解去除水中新兴污染物有机小除率达到97%。将该复合催化膜应用于氯化钠浓度高达16000ppm的煤化工某工段废水处[009