[发明专利]一种碳包覆金属纳米颗粒负载PVDF膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种碳包覆金属纳米颗粒负载PVDF膜及其制备方法和应用，其是首先合成碳包覆金属纳米颗粒，然后将其与聚偏氟乙烯粉末、有机添加剂和分散介质混合、搅拌得到铸膜液，再经溶液相转化法获得目标产物。本发明的碳包覆金属纳米颗粒负载PVDF膜可高效矿化水体中的有毒有机污染物，降解率高；构建催化膜反应器进行催化降解有机污染物反应，基于膜孔结构的微纳分离作用，阻断大分子有机污染物透过，起到截留作用，提高降解的转化率和选择性，解决了金属纳米颗粒易团聚、流失的技术问题，避免对水体造成潜在的二次污染；且制备方法具有成本较低、工艺简单、结构可控、可操作性强、易于产业化应用等优点。

主权项

1.一种碳包覆金属纳米颗粒负载PVDF膜的制备方法，其特征在于，是按如下步骤进行：(1)将水溶性金属二价盐、氰胺类化合物和含氮、含硫或含硼的非金属化合物在温度为50℃的甲醇溶液中混合并搅拌均匀，然后蒸发干燥、研磨，获得均相粉末；在高纯氮气或氩气的保护下，将所述均相粉末在700～750℃恒温煅烧2～4小时，获得热解产物；所述的水溶性金属二价盐为过渡金属Fe、Co或Ni的可溶性二价盐中的一种，所述的氰胺类化合物为尿素、三聚氰胺、双氰氨、环氰氨或六亚甲基四氨，所述的含氮、含硫或含硼的非金属化合物分别为硫酸铵盐、硫代硫酸盐、硼酸铵盐；水溶性金属二价盐、氰胺类化合物和含氮、含硼或含硫的非金属化合物的用量比为1～3g：2～7g：1～3g；(2)将步骤(1)中的所述热解产物与PVDF粉末、聚乙烯吡咯烷酮在N,N‑二甲基甲酰胺中混合，然后在65～75℃下持续搅拌10～12小时，得到均匀的铸膜液；将所述铸膜液在20～30℃条件下恒温静置脱泡12～14小时，然后刮膜，再在凝固浴中浸泡1～24小时胶凝，即制得碳包覆金属纳米颗粒负载PVDF膜。