[发明专利]一种二氧化钛改性膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化钛改性膜及其制备方法，涉及纳米材料技术领域。本发明所述二氧化钛改性膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将纳米二氧化钛、含儿茶酚化合物、含氨基化合物溶解于三羟甲基氨基甲烷溶液中，得到混合分散液；(2)将初始膜材料放入步骤(1)中得到的混合分散液中浸泡，得到表面有二氧化钛种子层的膜材料；(3)将步骤(2)中得到的表面有二氧化钛种子层的膜材料，浸入钛酸四丁酯和尿素的混合溶液中，反应后取出，得到二氧化钛改性膜。本申请提供的制备方法，工艺简单，大大改善了膜材料对于含油乳液分离的稳定性，在长时间分离后通过水洗即可恢复通量，重复利用性能优异。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其是一种二氧化钛改性膜及其制备方法。

背景技术

含油废水是对石油类物质开发利用活动中广泛产生的一种污染物，包括含有脂及各种油类的废水，此外，还可能混有各种杂质，如清洗剂、乳化剂等物质。含油废水的特点是化学需氧量、生化需氧量较高，有一定气味和颜色、易燃及氧化分解，密度一般小于水。未处理达标即排放的含油废水容易使水质恶化、影响水产养殖、危害人体健康、污染大气、影响作物生产。此外，含油废水中含有的各种脂肪烃、芳香烃、炔烃等化合物仍有一定的经济价值，流失到环境的过程也是资源浪费的过程。

一方面，来自钢铁、石化、食品等行业的含油废水的排放成为全球范围内最常见的污染源；另一方面，开采石油、天然气等化石燃料时伴生的大量泄漏事故也在威胁着海洋及陆地淡水资源和生态的安全。面对如此巨大的挑战，科研人员一直致力于开发用于含油废水处理的新技术和新材料。重力、离心、超声分离，气浮、电场、混凝和生物处理等方法均被使用。但是，由于分离效率较低，容易产生次生污染物和适用颗粒范围小等缺点一直限制着这些方法的使用范围。

近年来，随着膜技术的应用与发展，利用尺寸排斥和反渗透等技术已经实现了乳液、油溶液甚至有机物的分离，正在扩大在含油废水的分离处理方面的应用。但是，对于含油废水中成分的严格要求，特别是膜结垢污染和成本较高的问题限制了膜技术的应用范围。目前常用的多孔聚合物无机材料可以从废水中吸收油。然而，这些材料对于油的选择吸收性较低，降低了分离的选择性和效率。此外，这些材料和油的回收难以进行，使用的材料通常被燃烧或掩埋，这导致土壤和大气的污染，对环境造成二次污染。目前，迫切需要开发具有分离能力强，选择性高，膜污染可控可逆，易回收利用的新型膜材料，以满足对含油废水处理不断增长的需求。

发明内容

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种二氧化钛改性膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种二氧化钛改性膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纳米二氧化钛、含儿茶酚化合物、含氨基化合物溶解于三羟甲基氨基甲烷溶液中，得到混合分散液；

(2)将初始膜材料放入步骤(1)中得到的混合分散液中浸泡，得到表面有二氧化钛种子层的膜材料；

(3)将步骤(2)中得到的表面有二氧化钛种子层的膜材料，浸入钛酸四丁酯和尿素的混合溶液中，反应后取出，得到二氧化钛改性膜。

本申请通过含儿茶酚化合物的儿茶酚和含氨基化合物的氨基交联并络合，从而将纳米二氧化钛固定于膜表面上，形成二氧化钛种子层。纳米二氧化钛可以这有助于接下来在膜表面合成更致密的二氧化钛层。

优选地，将纳米二氧化钛、盐酸多巴胺、氨丙基三乙氧基硅烷溶解于三羟甲基氨基甲烷溶液中超声分散1-30分钟，得到混合分散液。超声分散一定时间是为了使纳米二氧化钛分散较为均匀，因为纳米二氧化钛不溶于水。