/含氟聚芳醚砜、制備方法及雜化超濾膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種Ti化/含氣聚芳酸諷、制備方法及 雜化超濾膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 超濾膜分離技術(shù)是近些年迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型分離、凈化技術(shù)，其在水處理 過(guò)程中，通過(guò)膜表面的微孔截留作用達(dá)到分離濃縮水中污染物的目的。超濾膜分離過(guò)程一 般無(wú)相變和二次污染，可在常溫下連續(xù)操作，具有能耗低、設(shè)備體積小、操作方便、容易放大 等優(yōu)點(diǎn)。隨著超濾膜分離技術(shù)在水處理行業(yè)中受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，超濾膜材料的研 制也變得越來(lái)越受重視，目前已有多種超濾膜材料成功地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，其中非常有代表 性的是聚芳酸諷(PAES)類超濾膜材料。運(yùn)類材料最大的優(yōu)點(diǎn)是成膜性好且機(jī)械性能和抗水 解性優(yōu)異、使用壽命長(zhǎng)，因此能夠適用于各類污水的超濾處理。然而，超濾膜在使用過(guò)程中 的膜污染導(dǎo)致其水通量下降，使用壽命縮短，是制約超濾膜分離技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸。光催 化氧化技術(shù)目前多采用無(wú)機(jī)光催化劑，具有高效去除水中各類有機(jī)污染物且不還原水中礦 物質(zhì)元素的特點(diǎn)。在種類眾多的無(wú)機(jī)光催化劑中，Ti〇2由于本身不溶解于水，無(wú)毒無(wú)污染， 價(jià)格便宜，具有較高的光催化活性而備受關(guān)注，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)有3000多種難降解的有 機(jī)污染物可W在紫外線的照射下，通過(guò)Ti化迅速降解。近年來(lái)新興的負(fù)載無(wú)機(jī)光催化劑的 聚合物基雜化超濾膜能夠有效地發(fā)揮光催化和膜分離技術(shù)各自的特點(diǎn)。一方面，超濾膜上 負(fù)載的光催化劑能夠?qū)υ斐赡の廴镜挠袡C(jī)物污染進(jìn)行氧化降解，從而賦予雜化超濾膜自清 潔抗污染的能力，緩解其在水處理過(guò)程中水通量下降和分離性能降低的問(wèn)題。另一方面，將 光催化劑負(fù)載在高分子超濾膜上，解決了粉體光催化劑在使用過(guò)程中的二次污染問(wèn)題。目 前，設(shè)計(jì)制備此類無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化超濾膜主要傾向于解決W下=個(gè)方面的問(wèn)題:第一，提高 復(fù)合膜的光催化效率;第二，減少?gòu)?fù)合膜中無(wú)機(jī)光催化劑的脫落和流失;第=，緩解聚合物 基體材料由于光催化氧化而加速老化的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種Ti化/含氣聚芳酸諷、制備方法及雜化超濾膜，該雜化超 濾膜在水處理過(guò)程中具有較優(yōu)異的分離性能、抗污染性能和自清潔能力，同時(shí)該雜化超濾 膜在自清潔過(guò)程中保持了較強(qiáng)的抗光催化老化的能力。
[0004] 本發(fā)明首先提供一種Ti化/含氣聚芳酸諷，其結(jié)構(gòu)如式I所示：
[0005]
乂 I
[0006] 式I 中，m = 0.05，n 為聚合度，n = 10~200，
代表 Ti〇2。
[0007] 優(yōu)選的是，所述的Ti化/含氣聚芳酸諷中，Ti〇2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~5%。
[000引本發(fā)明還提供一種Ti化/含氣聚芳酸諷的制備方法，包括：
[0009] 步驟一：將酪獻(xiàn)嘟、六氣雙酪A、4,4'-二氣二苯諷、成鹽劑、反應(yīng)溶劑和帶水劑混 合，得到混合物，將上述混合物在115 °C~135 °C反應(yīng)2~5小時(shí)，然后在145~185 °C下反應(yīng)4 ~10小時(shí)，得到含氣聚芳酸諷聚合物基體材料；
[0010] 步驟二:將步驟一得到的含氣聚芳酸諷聚合物基體材料溶于溶劑中，加入草酷氯 在室溫下攬拌24~48小時(shí)，然后加入硅烷偶聯(lián)劑攬拌4~12小時(shí)，再加入Ti化攬拌24~48小 時(shí)，得到Ti化/含氣聚芳酸諷。
[0011] 優(yōu)選的是，所述步驟一成鹽劑為無(wú)水碳酸鐘，帶水劑為甲苯。
[0012] 優(yōu)選的是，所述步驟一反應(yīng)溶劑為環(huán)下諷。
[0013] 優(yōu)選的是，所述酪獻(xiàn)嘟、六氣雙酪A和4,4'-二氣二苯諷的摩爾比為1:19:20。
[0014] 優(yōu)選的是，所述步驟二溶劑為無(wú)水四氨巧喃。
[0015] 優(yōu)選的是，所述含氣聚芳酸諷聚合物基體材料的質(zhì)量（g):草酷氯的體積(iiL): Ti〇2的質(zhì)量(g)為2: (40~80) :(0.02~0.1)。
[0016] 優(yōu)選的是，所述步驟二硅烷偶聯(lián)劑為KH-550。
[0017] 本發(fā)明還提供上述Ti化/含氣聚芳酸諷制備得到的雜化超濾膜。
[001引本發(fā)明的有益效果
[0019] 本發(fā)明首先提供一種Ti化/含氣聚芳酸諷，其結(jié)構(gòu)式如式I所示，該Ti化/含氣聚芳 酸諷中，無(wú)機(jī)Ti化納米粒子通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑作為橋梁W化學(xué)鍵作用與有機(jī)聚合物基體材料 相結(jié)合，能夠確保無(wú)機(jī)Ti化納米粒子在聚合物基體中呈納米尺度的均勻分散，充分發(fā)揮其 親水性和光催化氧化降解效能，從而賦予雜化超濾膜優(yōu)異的分離性能、抗污染性能和自清 潔能力;此外，在聚合物基體材料的結(jié)構(gòu)中引入了含氣基團(tuán)，提高了Ti化/含氣聚芳酸諷抗 光催化老化的能力。
[0020] 本發(fā)明還提供一種Ti化/含氣聚芳酸諷的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單、原料易得、 產(chǎn)率高。
[0021] 本發(fā)明還提供上述Ti化/含氣聚芳酸諷制備得到的雜化超濾膜，該雜化超濾膜具 有較優(yōu)異的分離性能、抗污染性能和自清潔能力，同時(shí)該雜化超濾膜在自清潔過(guò)程中保持 了較強(qiáng)的抗光催化老化的能力，在各類水處理的超濾膜分離技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前 景。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1含氣聚芳酸諷聚合物基體材料的核磁氨譜圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的含氣聚芳酸諷聚合物基體材料和實(shí)施例1-3制備 得到的Ti化/含氣聚芳酸諷雜化材料的紅外光譜圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例7-9得到的Ti化/含氣聚芳酸諷雜化超濾膜的水通量和截留率 的測(cè)試結(jié)果圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例7-9得到的Ti化/含氣聚芳酸諷雜化超濾膜的總污染指數(shù)、可 逆污染指數(shù)及不可逆污染指數(shù)的測(cè)試結(jié)果圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例7-9得到的Ti化/含氣聚芳酸諷雜化超濾膜的光照前后通量恢 復(fù)率的測(cè)試結(jié)果圖；
[0027] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例7-9得到的Ti化/含氣聚芳酸諷雜化超濾膜的光照前后截留率 的測(cè)試結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)巧首先搖供一種Ti化/含氣聚芳聯(lián)祝，巧結(jié)構(gòu)化式I所示：
[0029]
式I
[0030] 式I中，m = 0.05，n為聚合度，n = 10~200: ^表^化，所述的TiOs/含氣聚芳酸 諷中，Ti〇2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為1%~5%。
[0031] 本發(fā)明還提供一種Ti化/含氣聚芳酸諷的制備方法，包括：
[0032] 步驟一：將酪獻(xiàn)嘟、六氣雙酪A、4,4'-二氣二苯諷、成鹽劑、反應(yīng)溶劑和帶水劑混 合，得到混合物，將上述混合物在115 °C~135 °C反應(yīng)2~5小時(shí)，然后在145~185 °C下反應(yīng)4 ~10小時(shí)，得到含氣聚芳酸諷聚合物基體材料；
[0033] 步驟二:將步驟一得到的含氣聚芳酸諷聚合物基體材料溶于溶劑中，加入草酷氯 在室溫下攬拌24~48小時(shí)，然后加入硅烷偶聯(lián)劑攬拌4~12小時(shí)，再加入Ti化攬拌24~48小 時(shí)，得到Ti化/含氣聚芳酸諷。
[0034] 按照本發(fā)明，在反應(yīng)容器中加入酪獻(xiàn)嘟(P化）、六氣雙酪A化FID)、4,4'-二氣二苯 諷化FPS)、成鹽劑、反應(yīng)溶劑和帶水劑，將上述混合物優(yōu)選在室溫下攬拌，然后在加熱至115 °C~135°C回流反應(yīng)2~5小時(shí)，將帶水劑和反應(yīng)過(guò)程中的水除去，繼續(xù)加熱至145~185°C反 應(yīng)4~10小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗涂和