[发明专利]一种环保自清洁复合纳米纤维过滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开的环保自清洁复合纳米纤维过滤膜及其制备方法，包括以下步骤：PVA/SiO₂/TA静电纺丝溶液的配制；GO/SiO₂混合溶液的配制；将PVA/SiO₂/TA静电纺丝溶液置于静电纺丝机中，收集于包裹非织造布的接收辊上，获得PVA/SiO₂/TA纳米纤维膜；将GO/SiO₂混合液置于静电纺丝机中，收集于包裹PVA/SiO₂/TA纳米纤维膜的接收辊上，获得GO‑SiO₂薄膜；在GO‑SiO₂薄膜上，再制备一层PVA/SiO₂/TA纳米纤维膜，获得具有夹层结构的复合纳米纤维膜；之后进行热压热交联即得。本发明环保自清洁复合纳米纤维过滤膜的制备方法，条件温和、生物相容性好、无毒环保。

技术领域

本发明属于水过滤材料技术领域，具体涉及一种环保自清洁复合纳米纤维过滤膜的制备方法，本发明还涉及上述方法制备得到的环保自清洁复合纳米纤维过滤膜。

背景技术

有限清洁淡水的污染以及对淡水资源的大量需求成为一个全球性的热点问题。因此，寻求一种合适的膜材料及制备过滤膜的方法具有重大的经济和环保效益。

众所周知，有机高分子膜材料广泛地应用于水处理中，然而大部分有机高分子膜材料制备需要使用大量的有机溶剂，造成对环境的污染，且自身大部分具有较强的疏水性，对水中溶解性有机物易产生强烈的吸附作用而使膜污染，这些都成为制约其广泛应用的关键因素。

聚乙烯醇(PVA)具有较好的溶解性和粘度、无毒、生物相容性好、具有突出的粘结力和成膜成纤性，但PVA在耐热、耐水、耐蠕变性等方面存在缺点限制了其的应用。将静电纺PVA纳米纤维膜在高温引发热交联可以很好改善聚乙烯醇不耐水、不稳定的缺点，以解决非水溶性聚合物静电纺使用溶剂、水溶性聚合物不耐水解的问题。

近些年来纳米材料的快速发展为新型过滤膜提供了无限可能，完全可以缓解甚至解决目前存在的一些环境问题。其中石墨烯和石墨烯衍生物，如氧化石墨烯(GO)因其独特的化学物理性质，超薄的二维层状结构、强大的比表面积和大量官能团，同时还兼备多种复合功能，如大通量下的自清洁特性，成为制备过滤膜的一种潜在材料。

为了实现一种环保自清洁的纳米纤维过滤膜，它不仅有较高的过滤效果和水通量，而且还有良好的环保自清洁性。因此我们设计一种复合膜，通过改性的GO，再与PVA通过静电纺丝技术制备成复合纳米纤维膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保自清洁复合纳米纤维过滤膜的制备方法，条件温和、生物相容性好、无毒环保。

本发明的目的在于提供上述方法制备得到的环保自清洁复合纳米纤维过滤膜。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种环保自清洁复合纳米纤维过滤膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、PVA/SiO₂/TA静电纺丝溶液的配制

将SiO₂纳米颗粒用去离子水配制出均匀的SiO₂分散液，然后再配制出PVA均匀水溶液，将PVA均匀水溶液添加到SiO₂分散液中，混合均匀得到PVA/SiO₂混合液；在制备好的PVA/SiO₂混合液中加入TA，混合均匀得到PVA/SiO₂/TA静电纺丝溶液；

步骤2、GO/SiO₂混合溶液的配制

将GO粉末通过超声处理使其均匀分散到无水乙醇中，获得GO分散液；然后将纳米粒子SiO₂加入到GO分散液中，通过超声分散获得混合均匀的GO/SiO₂混合液；