[0004] 为解决现有技术的不足,本发明提供了一种负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜及其制备方法和应用。该制备方案成本低,不使用强酸或有机溶剂,环境污染小,易于工业化生产,该制得到的滤膜稳定性高,具有很好的空气净化能力。
[0005] 本发明所提供的技术方案如下:
[0006] 一种负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜的制备方法,包括以下步骤:
[0007] 1)以水为分散液,制备纳米多孔氮化硼的水分散液;
[0008] 2)将步骤1)得到的所述纳米多孔氮化硼的水分散液在超声分散条件后过第一渗透膜,过液完毕后分离出负载有纳米多孔氮化硼的第一渗透膜,得到待除水的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜;
[0009] 3)将步骤2)得到的所述待除水的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜除水,得到负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜。
[0010] 进一步的,步骤3)中,除水后,将除水的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜表面覆盖一层第二渗透膜,得到负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜。
[0011] 上述技术方案中以水溶液为媒介制备氮化硼纳米片的分散液,再以尼龙微渗透膜为支撑体,再除水,可以制备得到用于空气净化的稳定性极高的纳滤膜。
[0012] 这种合成方法使用实用的、低成本的,水悬浮技术,实现了氮化硼纳米片在不使用强酸强碱处理的条件下的高产量的水悬浮,并用于随后制备氮化硼基纳滤膜,从而提高了工业生产率,减小对环境的污染。这种方法也克服了现有的合成多孔氮化硼纳米片过程需要强酸强碱、工艺过程复杂的缺点,并利用成熟的工业产品级的氮化硼为原材料,所制备的氮化硼基纳滤膜在各种酸、高温等恶劣条件下实现对空气中毒性有机污染物分子分离和优异的稳定性,在实际空气净化应用中具有广阔的应用前景。
[0013] 具体的,步骤1)中,制备纳米多孔氮化硼的水分散液的方法包括以下步骤:
[0014] a)取质量比为1:(0.01~100)的多孔氮化硼和尿素,并置于pH值为9~13的碱性水溶液中,搅拌0.5~2小时后,再超声0.1~2小时,得到混合水悬浊液;
[0015] b)将步骤a)得到的所述混合水悬浊液进行球磨,球磨转速为7000~9000转/每分钟,球磨时间为1~3小时,得到所述纳米多孔氮化硼的水分散液。
[0016] 上述技术方案中以水溶液为媒介,并结合球磨法,可以制备得到具有高分散性的氮化硼纳米片的均匀分散液。分散液中,氮化硼纳米的厚度为2~5纳米,纳米氮化硼的分散度达到300~800mg/mL。
[0017] 具体的,步骤2)中,所述第一渗透膜的孔径为0.1~100微米的尼龙渗透膜;所述第一渗透膜的厚度为1~10微米;所述第一渗透膜的面积为10~100平方厘米;负载的纳米多孔氮化硼的重量为2~20克。
[0018] 上述规格的尼龙渗透膜即可以充分负载纳米多孔氮化硼,又可以确保空气的通过。
[0019] 具体的,步骤2)中,超声分散的时间为1~3小时。
[0020] 基于上述技术方案,可以在过渗透膜的过程中,维持纳米多孔氮化硼的水分散液的分散性,从而确保纳米多孔氮化硼在渗透膜上的均匀负载。
[0021] 具体的,步骤3)中,将步骤2)得到的所述待除水的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜依次经真空过滤和真空干燥,得到负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜。
[0022] 基于上述技术方案,可以在不影响纳米多孔氮化硼的负载状态的情况下实现过滤干燥。
[0023] 进一步的,步骤3)中,除水后,将除水的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜表面覆盖一层第二渗透膜,得到负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜。
[0024] 基于上述技术方案,可以对负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜进行保护。
[0025] 具体的,所述第二渗透膜的孔径为0.1~100微米的尼龙渗透膜;所述第二渗透膜的厚度为1~10微米;所述第二渗透膜的面积为10~100平方厘米。
[0026] 基于上述技术方案,可以在确保空气通过的条件下对负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜进行保护。
[0027] 本发明还提供了负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜的制备方法制备得到的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜。
[0028] 上述技术方案所提供的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜各种酸、高温等恶劣条件下实现对空气中毒性有机污染物分子分离和优异的稳定性,并具有优异的再生、循环性能,可有效吸附多类VOCs,其中,甲醛的吸附能力,能从现有的10‑20ppm降低至1ppm以下。
[0029] 本发明还提供了负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜的应用,作为空气净化滤膜。
[0030] 本发明所提供的负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜各种酸、高温等恶劣条件下实现对空气中毒性有机污染物分子分离和优异的稳定性,并具有优异的再生、循环性能,可有效吸附多类VOCs,其中,甲醛的吸附能力,能从现有的10‑20ppm降低至1ppm以下,作为空气净化滤膜使用性能稳定,效果突出。