[发明专利]具有吸附/电催化/膜分离三重功能的炭膜及其制备方法

摘要

本发明涉及一种具有吸附/电催化/膜分离三重功能的炭膜及其制备方法，属于新型膜材料技术领域。本发明在电催化炭膜基础上提出采用具有吸附功能的多孔碳材料为前驱体制备炭膜，调节其多级孔道结构，调控其吸附和膜分离性能，同时在炭膜基体上负载催化剂，实现吸附/电催化/膜分离三重功能的一体化，设计制备出具有吸附/电催化/膜分离三重功能的炭基膜材料。利用该三重功能炭膜材料进行水源水的深度净化和废水的深度处理，其发达的孔隙结构能够有效吸附水中有机物分子、微生物和重金属等污染物，使其富集在膜表面和孔道内，同时结合膜分离和电催化氧化功能，将污染物分离、降解，达到深度净化的效果。

主权项

具有吸附/电催化/膜分离三重功能的炭膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括炭膜基体制备、炭膜性能调控的步骤，其中，所述炭膜性能调控包括电催化功能调控和膜分离功能调控的步骤，其中，所述电催化功能调控：可通过下述两种方式之一进行：a、非均相吸附担载：将炭膜基体浸渍于催化剂前驱体溶液中，吸附饱和后取出干燥，置于炭化炉中，惰性气氛保护下400～800℃烧结固载，其中，所述催化剂前驱体为氯化铁、硝酸铁、氯化铜、硝酸铜、氯化钴、硝酸钴、醋酸钴、硝酸镍、醋酸镍、氯化镍、氯化锡、乙酸锡、硝酸银、四氯化钛、钛酸四丁酯、异丙钛醇、氯金酸、氯铂酸中的一种或多种；b、均相混合担载：在炭膜基体制备步骤中，在调配炭膜基体原料时，将催化剂前驱体直接加入粉料混合物中，再进行炭膜基体的制备，其中，所述催化剂前驱体为粉末状二氧化钛、氧化镍、氧化钴、氧化锌、氧化铜、氧化铁、四氧化三铁、氧化锰、氧化锡中的一种或多种；所述非均相吸附担载或均相混合担载中，所述的催化剂前驱体与多孔炭的质量之比为1～15：100。所述膜分离功能调控：将炭膜原膜或炭膜基体浸渍于5％～15％的铸膜液中1～20min，匀速取出后干燥，置于炭化炉中，惰性气氛保护下400～900℃炭化，所述惰性气氛为氮气或氩气；当所述电催化功能调控方式为非均相吸附担载时，先进行膜分离功能调控，再进行非均相吸附担载；当所述电催化功能调控方式为均相混合担载时，先进行均相混合担载，再进行膜分离功能调控。