[发明专利]多级纳米结构柔性无机膜的制备方法及应用

说明书

多级纳米结构柔性无机膜的制备方法及应用，涉及一种柔性无机膜的制备方法及应用。是要解决现有催化过一硫酸盐的粉末状纳米催化剂催化效率低，需要进一步回收，较为麻烦的问题。方法：一、制备柔性二氧化锰膜基底；二、制备多级纳米结构催化膜。多级纳米结构柔性无机膜在催化过一硫酸盐中的应用。该催化膜有效地提高了催化氧化反应效率，使得过一硫酸盐对有机污染物的降解作用更为高效、彻底，无机催化膜由于是过滤时进行催化，因此使用后无需进一步回收，而且使用寿命长，可使用至膜本身发生破损为止。本发明用于污水处理领域。

技术领域

本发明涉及一种柔性无机膜的制备方法及应用。

背景技术

高级氧化技术是一种通过外界能量(光能、热能、超声波福射或微波福射等)或催化剂的引入达到活化H₂O₂或O₃等绿色氧化剂之目的，利用活化过程中产生的活性基团如羟基自由基(·OH)或硫酸根自由基(SO4·-)对有机污染物进行降解并矿化的氧化技术。最初提出的高级氧化技术特指以为活性氧化物种的氧化技术，通常包括Fenton氧化技术、光催化技术、超声辐射技术、臭氧氧化技术、过硫酸盐活化氧化技术等。在这些高级氧化技术中，过硫酸盐过硫酸盐可应用于被有机物污染的地下水和土壤的修复，近年来，国外在此新领域有较快的发展。因此，利用过硫酸盐活化产生的SO₄·^-降解有机污染物正在成为一类新型的高级氧化技术。过硫酸盐包括了过二硫酸盐(S₂O₈^2-)和过一硫酸盐(HSO₅-)，其中过二硫酸盐存在形式主要有过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵。在有机污染物污染的地下水和土壤的修复中，通常釆用具有高水溶性的过硫酸钠(78g/100g H₂O,25℃)。过一硫酸盐主要以2KHSO₅·KHSO₄·K₂SO₄三盐化合物的形式存在，商品名为Oxone。其中活性物质为单过氧硫酸氧钾。过硫酸盐型高级氧化技术具有氧化剂稳定性好、溶解性好，活化方式多，pH适用反应广、抗无机盐干扰能力强等优点，而且产生的SO₄·^-(寿命半衰期为4s)比·OH(寿命小于1μs)长、有利于与污染物的接触，增大了自由基对污染物降解的机会。因此，以SO₄·^-为基础的高级氧化技术，成为极具发展前景的高级氧化技术。

目前常温常压下的高级氧化反应的催化反应一般分别均相催化和非均相催化两大类。均相催化反应一般是以金属离子为催化剂。但是由于均相催化反应中催化剂易失活、易成盐泥、分离困难、容易引起二次污染等缺点，正逐渐被非均相催化剂取代。

随着纳米技术的不断发展，功能纳米材料由于具有大比表面积与高催化活性而被广泛用于催化领域。然而，纳米催化剂颗粒经常团聚并形成大颗粒材料导致其催化活性的降低，催化效率不高，以亚甲基蓝例，使用粉末状催化剂催化亚甲基蓝至少需要0.5～1小时才能够使亚甲基蓝的降解率达到90％以上。

另外，粉末状纳米催化剂运行过程中还需要进一步的回收，比较麻烦，使用寿命也较短。

发明内容

本发明是要解决现有催化过一硫酸盐的粉末状纳米催化剂催化效率低，需要进一步回收，较为麻烦的问题，提供多级纳米结构柔性无机膜的制备方法及应用。

本发明多级纳米结构柔性无机膜的制备方法，包括以下步骤：

一、制备柔性二氧化锰膜基底：

所述柔性二氧化锰膜基底的制备方法为方法一、方法二或方法三；

方法一为：

将高锰酸钾和氯化铵溶于去离子水中，搅拌1～2小时；

将搅拌均匀的溶液倒入水热反应釜中，在160～220℃的条件下反应12～36小时；