一种均匀分散、孔径可调的氯氧化铋醋酸纤维素高通量光催化膜的制备方法

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种由氯化铋(BiCl3)原位水解获得氯氧化铋(BiClO)，并均匀分散于醋酸纤维素(CA)制备光催化膜的方法，具体为一种均匀分散、孔径可调的氯氧化铋醋酸纤维素高通量光催化膜的制备方法。

背景技术

光催化技术作为一种环境友好型、高效能的水处理和环境修复方法，在解决水污染和净化环境方面扮演着重要角色。然而，现有的光催化材料在实际应用中仍然存在一些挑战，其中包括分散性差、光催化性能不稳定及催化剂回收困难等问题。

首先，材料的分散性对于光催化反应的效率至关重要。由于传统材料制备方法的局限性，很多光催化材料在载体中分散不均匀，导致部分区域光催化活性较低，影响了整体反应效果。因此，开发一种能够实现均匀分散的光催化材料对提高反应效率至关重要。其次，光催化性能的稳定性也是当前亟需解决的问题之一。由于环境因素、光照条件等的影响，一些光催化材料的活性可能会出现波动或降低，从而影响了其在长期应用中的可靠性和稳定性。此外，催化剂的回收成本也是影响光催化剂广泛使用的一个重要原因。

目前膜分离过程中，膜污染仍然是影响膜工业化应用的主要问题。这是因为有机膜表面较为疏水，而在水处理过程中，水体中的大部分有机污染物都是憎水性的，故其容易吸附在有机膜表面，造成膜污染，降低膜的渗透通量。膜污染导致频繁的膜清洗和更换，增加了膜工艺的运营成本。因此亟需采用亲水的材料对其进行亲水改性，其中在膜基体中引入亲水的无机纳米粒子成为一种有效、快捷的方法。Cao等[Cao X,Ma J,Shi X,etal.Effect of TiO

因此，开发一种具有优异光催化性能和高渗透通量的有机无机杂化膜，且能够保持光催化剂的稳定性和易于回收利用，对于实现持久的水处理和环境修复效果至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种均匀分散高光催化性能的BiClO/CA光催化膜。该膜采用特定的制备工艺，将CA与BiCl

这种创新的BiClO/CA光催化膜具有优异的综合性能和广泛的应用前景。首先，通过将原位反应使得生成的纳米光催化剂颗粒不发生团聚，并均匀分散在CA基质中，因此其光催化活性较高。另外，光催化剂镶嵌在膜基质中，不易发生脱落，催化剂无需复杂的回收工艺。同时，由于催化剂良好的光催化活性，使得分离膜具有优异的抗污染性能。这种均匀分散的结构有助于提高光催化活性，并且可以提高膜的抗污染性能，从而延长材料和膜的使用寿命。

本发明的技术方案：

一种均匀分散、孔径可调的氯氧化铋醋酸纤维素高通量光催化膜的制备方法，步骤如下：

以DMAc作为溶剂，溶解CA和BiCl

本发明的有益效果：

(1)本发明利用BiCl

(2)本发明制备过程简单，成本低廉，制备的杂化膜无需水热反应等后续处理，工艺易于放大。光催化剂在较大范围内可调，使得所制备的杂化膜具有极高的水通量，良好的抗污染性能，可以同步实现有机污染物的降解和膜性能恢复。所制备的膜在太阳光及在紫外光条件下对有机污染物有着优异的降解性能。本发明的光催化膜可广泛应用于水处理、环境修复等领域。

附图说明

图1为本发明的具有光催化活性的BiClO/CA膜的SEM图。

图2为具有光催化活性的BiClO/CA膜的元素分布图，其中，(a)为元素C，(b)为元素O，(c)为元素Cl，(d)为元素Bi。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

(1)催化膜制备

取DMAc10g，将CA和BiCl

(2)性能测试

在0.1MPa下膜的水通量为11530L/m

可见附图1，Bi和Cl元素均匀分布在膜中，BiCl3成功的转化成了BiClO，获得了具有光催化活性的催化膜。

实施例二：

(1)催化膜制备

取DMAc10g，将CA和BiCl

(2)性能测试

在0.1MPa下膜的水通量为12490L/m

实施例三：

(1)催化膜制备

取DMAc10g，将CA和BiCl

(2)性能测试

在0.1MPa下膜的水通量为15480L/m

对比实施例一：

(1)膜制备

取氯仿10g，加入CA0.8g，CA溶解。然后加入0.2gBiCl

对比实施例二：

(1)膜制备

取DMAc10g，将CA加入到DMAc中，其中固含量为1g，搅拌溶解得到均匀的铸膜溶液；将铸膜液刮制在聚酯无纺布上后浸没在含水的凝胶浴溶液中，发生溶剂交换，静置12h以上，获得CA超滤膜。

(2)性能测试

在0.1MPa下膜的水通量为2100L/m

对比实施例三：

(1)催化膜制备

取DMAc10g，将CA和BiCl

(2)性能测试

在0.1MPa下膜的水通量为2680L/m