光催化性无机纳米粒子/聚多巴胺/聚合物自清洁复合膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜技术领域，具体为一种光催化性无机纳米粒子/聚多巴胺/聚合物自清洁复合膜及其制备方法。本发明通过化学键联的方法将光催化性无机纳米粒子修饰到复合膜表面，用于提高无机纳米粒子于复合膜表面的稳定性，促进该无机纳米粒子与污染物的接触而提高其光降解效率，从而提升复合膜的自清洁能力；此外，使用聚多巴胺作为自由基猝灭剂，可以有效地保护聚合物基体在UV照射过程中不受光催化性无机纳米粒子的影响而发生降解，从而提高复合膜的性能稳定性和使用寿命。本发明操作过程简单，制备条件温和，生产成本低，易于批量化、规模化生产；具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

一种光催化性无机纳米粒子/聚多巴胺/聚合物自清洁复合膜的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）配制0.001~10wt/v% 光催化性无机纳米粒子的乙醇分散液，并超声和/或搅拌以助分散，然后按照3‑氨基丙基三乙氧基硅烷和光催化性无机纳米粒子质量比为1:100~1000:1的比例，缓慢加入3‑氨基丙基三乙氧基硅烷；将上述体系在搅拌并回流的情况下于50~130 oC下反应1~48h，最后通过重复离心‑乙醇洗涤后干燥而得到产物：3‑氨基丙基三乙氧基硅烷改性了的光催化性无机纳米粒子，记为 “光催化性无机纳米粒子‑NH2”；（2）搅拌下，将聚合物基膜于0.1~600mg/ml多巴胺的三羟甲基氨基甲烷‑盐酸（Tris‑HCl）缓冲溶液中浸泡1~600min后取出，再于有机溶剂中浸泡1~180min以除去粘附较弱的聚多巴胺（PDA），最后再浸泡于水中以除去该有机溶剂；此时得到聚多巴胺表面改性了的聚合物膜，记为“PDA/聚合物膜”；（3）配制0.001~10 wt/v%光催化性无机纳米粒子‑NH2的Tris‑HCl缓冲溶液，并超声和/或搅拌以助分散，随后将PDA/聚合物膜浸泡于该分散液中1~1440min后取出，后再浸泡于水中并超声和/或搅拌以除去未吸附和/或粘附较弱的光催化性无机纳米粒子‑NH2，该复合膜记为“光催化性无机纳米粒子/PDA/聚合物复合膜”。