一种光催化双氯芬酸净化膜及其制备方法
本发明属于污水处理技术领域,公开了一种光催化双氯芬酸净化膜及其制备方法。该制备方法包括:利用熔融电纺制备高弹掺杂聚氨酯纳米纤维膜,并在外表面沉积金属‑有机框架材料MOFs‑YVZr,得到光降解催化膜。该膜在可见光照射下能够高效催化水中双氯芬酸的降解,且适用于不同pH环境。
随着全球人口的不断增长,药品和个人护理产品的需求不断增长,人们开始关注其对环境的负面影响。非甾体抗炎药作为个人护理产品中的一类组分,通常用于减轻疼痛和炎症。作为几乎所有药房的非处方药,非甾体抗炎药被广泛使用。因此,它们在环境中的存在不能被忽视,因为它有可能污染饮用水。
双氯芬酸是最受欢迎的非甾体抗炎药之一,可制成片剂、缓释胶囊、注射剂、软膏剂、乳胶剂、栓剂、滴眼剂等口服或局部使用。尽管双氯芬酸具有止痛药的功效,但对地表水来说是一种环境风险,而且被认为是急性毒性最高的非甾体抗炎药之一。有研究指出该药物一旦释放到周围环境,会对活生物体产生负面影响。该药物能通过多种机制对细菌、藻类、秃鹫种群和淡水鱼产生毒性作用。此外,这种有机微量污染物也有可能加剧饮用水系统中颗粒污染物的毒性,这可能会对人类造成更多的健康风险。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)本发明构建稳定而高效光催化的MOFs:本发明利用钒酸钇、硫酸锆钾煅烧形成以钒、锆、钇多金属离子中心的MOFs无机结构单元。钒和锆金属离子的高价通过强的Lewis酸碱相互作用形成了一个牢固的MOFs结构,钇在高温煅烧时形成钇氧化物进一步稳定了MOFs结构。而且,锆掺杂的钒酸钇作为半导体催化剂还具有较强的可见光诱导氧化还原能力,在λ>420nm的光照下能够利用环境中的氧对还原性底物进行氧化。钒、锆、钇、钾多金属离子中心的MOFs无机结构单元具有窄带隙,有利于将电子从低能价带激发到高能导带上,形成电子‑空穴对。电子还原水中的氧,空穴则迁移到表面与双氯芬酸结合,从而使双氯芬酸氧化。
2)利用氧化钇稳定的氧化锆粉末掺杂的热塑性聚氨酯弹性体进行熔融电纺得到的纳米纤维膜,能够适应在不同pH下对双氯芬酸的降解。而且,用氧化钇稳定的氧化锆粉末掺杂活化了纤维表面,有利于MOFs‑YVZr沉积生长。
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