[发明专利]一种用于水处理的PVC/GO-Au@Ag NPs复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于水处理的PVC/GO‑Au@Ag NPs复合膜及其制备方法。该复合膜包含基底支撑层(1)和中间多孔承托层(2)，在中间多孔承托层(2)的表面涂覆一层GO‑Au@Ag NPs涂层(3)。该复合膜的制备方法包括GO‑Au@Ag NPs复合物制备、PVC多孔承托层溶液的制备、PVC/GO‑Au@Ag NPs复合物的制备和PVC/GO‑Au@Ag NPs复合膜的制备。由本发明得到的PVC/GO‑Au@Ag NPs复合膜可以大幅度提高水处理的分离效果，防止贵金属纳米粒子的团聚，增强抗污膜抑菌效果，提高水处理膜的亲水性、化学稳定性、离子选择性和水通量。

技术领域

本发明涉及水处理复合膜制备领域，具体涉及一种用于水处理的PVC/GO-Au@AgNPs复合膜及其制备方法

背景技术

随着工业化的不断发展，生态环境受到严重破坏。污水处理成为环境改善的重要举措之一。膜分离技术作为一种新型的污水处理技术，污水经过膜分离后，能够起到净化的作用，并能保证将较小的粒子得到分离，并且操作简单。因此膜分离技术可以更好的处理日益严峻的污水问题。

但是目前水处理薄膜的渗透性和选择性存在折中关系的限制；膜污染会造成产水量下降，增加运行能耗及降低膜的使用寿命。水处理膜极易受到水质的污染，每种膜有它独自的过滤范围，然而水质是复杂的，水中的微生物繁殖的产物经常会造成膜污染，，使得膜的二次利用效果逐渐变差，从而缩短寿命；而膜的清洗又极其繁琐，清洗成本逐次增加，最终导致膜的使用成本增加，经济效益减少。

现有技术CN110559881A公布了一种用于水处理的石墨烯/聚苯胺复合膜及制备方法，虽然最大水通量为113L/(m²·h)，但最大截留率只能达到48％；CN110975623A公布了一种引入羧基化石墨烯制备反渗透膜的方法，在当羧基化石墨烯的浓度为0.004wt％时通量和对NaCl截留率分别为51.0L/(m²·h)和97.5％。无法同时达到水通量和截留率同时较好的状态。因此，迫切需要一种抑菌效果好，亲水性，化学稳定性，离子选择性和水通过量都较好的水处理膜来满足当前需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题时针对目前水处理复合膜渗透性和选择性存在折中关系的限制；膜污染会造成产水量下降，增加运行能耗及降低膜的使用寿命等问题，提供一种PVC/GO-Au@Ag NPs复合膜及其制备方法，该复合膜可以大大提高水处理的分离效果，增强抗污膜抑菌效果，提高水处理膜的亲水性、化学稳定性、离子选择性和水通量。同时该水处理膜的制备方法简单，能有效利用氧化石墨烯与贵金属之间的协同作用，增加膜的亲水性和抗污抑菌性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于水处理的PVC/GO-Au@Ag NPs复合膜，其特征在于该复合膜包含基底支撑层(1)和中间多孔承托层(2)，其中基底支撑层(1)为水处理专用无纺布膜；中间多孔承托层(2)为PVC材料，在所述中间多孔承托层(2)的表面涂覆一层GO-Au@Ag NPs涂层(3)。

该复合膜的制备方法的具体步骤如下：

(1)GO-Au@Ag NPs复合物的制备：

将一定量氧化石墨烯GO溶液进行超声分散后，转入三颈烧瓶中，在100～150℃油浴反应连续搅拌下，加入质量浓度为1％～5％的氯金酸HAuCl₄溶液和柠檬酸钠溶液，继续搅拌反应2～4h；反应结束后继续搅拌至室温，所得混合物经无机溶剂和有机溶剂充分洗涤后、冷冻干燥，收集得到GO-Au NPs复合物；

将上述所得GO-Au NPs复合物重新溶于去离子水中，加入9.7～29.1mM AgNO₃溶液和150～450mM抗坏血酸溶液，在0～10℃的冰水浴中搅拌反应2～4h，反应结束后继续在室温下搅拌2～4h，直到溶液变成深棕色，所得混合物经无机溶剂和有机溶剂充分洗涤后，冷冻干燥，得到GO-Au@Ag NPs复合物；