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PES/CC/FeOCl复合催化膜及其制备方法和应用
申请号 CN202311268867.0 申请日 2023-09-27 公开(公告)号 CN117463406A 公开(公告)日 2024-01-30
申请人 浙江师范大学; 发明人 李仁杰; 王璟; 周海滨; 林红军;
摘要 本 发明 提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜及其制备方法和应用，该PES/CC/FeOCl复合催化膜首先是利用 热分解 将催化颗粒FeOCl负载到 碳 材料上形成CC/FeOCl 复合材料 层，即催化材料层，再利用简单的相转化，将催化材料层与 聚合物 基膜结合，最终获得复合催化膜，其亲 水 性强且具有良好的催化性能与 稳定性 ，易实现大规模工业化应用，具有推广优势。
权利要求

1.一种PES/CC/FeOCl复合催化膜，其特征在于，包括：
聚合物基膜；以及
设置在所述聚合物基膜上的CC/FeOCl复合材料层；
其中，所述聚合物基膜为PES膜；所述CC/FeOCl复合材料层是通过热分解将催化颗粒FeOCl负载到碳材料上形成的。
2.如权利要求1所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜，其特征在于，所述PES/CC/FeOCl复合‑2 ‑1
催化膜在空气中的水接触角为18.0°，纯水通量达5681.25L·m ·h 以上，对于污染物海藻酸钠的截留率达90％以上。
3.如权利要求1所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜，其特征在于，所述PES/CC/FeOCl复合催化膜对四环素的降解率达93％以上。
4.一种权利要求1‑3任一项所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳材料浸泡在三价铁盐溶液中，随后晾干，得到三价铁附着的碳材料；
对所述三价铁附着的碳材料进行高温煅烧，得到CC/FeOCl复合材料；
将配置好的铸膜液在光滑的平面上均匀刮涂形成延流液，之后立即将所述CC/FeOCl复合材料放置到延流液表面，再放入去离子水中，进行相转化制得PES/CC/FeOCl复合催化膜。
5.如权利要求4所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，其特征在于，所述三价铁盐溶液为硫酸铁、硝酸铁或氯化铁的乙醇或水溶液，浸泡时间为50～70min；
优选为60min。
6.如权利要求4所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，其特征在于，煅烧温度为
200～240℃，煅烧时间为60～120min。
7.如权利要求4所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，其特征在于，所述铸膜液是将聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮和N‑甲基吡咯烷酮在室温下搅拌混合并静置得到。
8.如权利要求7所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，其特征在于，所述聚醚砜树脂、所述聚乙烯吡咯烷酮和所述N‑甲基吡咯烷酮的质量百分比为16:4:80；
优选的，搅拌时间为12～24h，静置时间为2～4h。
9.如权利要求4所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，其特征在于，将碳材料浸泡在三价铁盐溶液中之前还包括：
对碳材料进行清洗以及干燥处理；
优选的，所述清洗为采用丙酮超声波清洗30min，之后采用去离子水清洗若干次。
10.一种权利要求1‑3中任一项所述PES/CC/FeOCl复合催化膜或权利要求4‑9中任一项所述方法制得的PES/CC/FeOCl复合催化膜在催化降解有机污染物中的应用，其特征在于，所述有机污染物中包含抗生素。
说明书全文

PES/CC/FeOCl复合催化膜及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及高级氧化与膜分离技术领域，具体涉及一种PES/CC/FeOCl复合催化膜及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 超滤膜因其令人满意的水通量和对大分子的高截留率而被广泛应用于饮用水和废水处理。然而，超滤膜在对小分子污染物进行过滤方面表现有所欠佳，并且很容易出现不可逆的膜污染。因此，提出了各种基于超滤膜的耦合技术，其中高级氧化工艺与超滤膜耦合技术引起了众人的注意。高级氧化工艺与超滤膜结合不仅具有氧化甚至矿化有机物的能·‑力，同时还能通过膜表面原位产生的活性物质来减轻膜污染。与·OH(2.8V)相比，SO4·‑
(2.5‑3.1V)表现出更高的氧化选择性、更宽的pH范围，以及由于SO4 更长的半衰期导致自·‑
由基在本体溶液中更好的扩散。大量研究表明，超滤与基于SO4 的高级氧化工艺(SR‑AOP)耦合是去除小分子污染物和减轻膜污染的高效方法。
[0003] SR‑AOP中常用的活化方法包括紫外线照射、加热、超声、化学催化剂和电化学。其中，过渡金属离子/金属氧化剂由于其高功效和最小能量需求而在SR‑AOP中得到了广泛的探索。考虑到关于重金属毒性的问题，铁基非均相催化剂由于其无毒性质和在环境中的大量存在而引起广泛关注。无数的铁基非均相催化剂，例如零价铁、α‑Fe2O3、FeOOH和Fe3O4，已经被用于催化膜的制造，目的是活化过硫酸盐(PS)以去除痕量污染物。FeOCl是一种传统的功能材料，具有独特的自堆叠结构，称为“范德华层”，其通过内部电荷转移促进Fe(II)和Fe(III)相互转化，从而促进有效的污染物降解。目前，已经提出了涉及浸渍和煅烧的两步法3+ 2+
来制备FeOCl复合改性膜，用于PMS的催化活化，促使膜处理效率提高。然而，由于Fe /Fe
2+
氧化还原循环的限制，FeOCl中Fe 的再生动力学仍需要改进以用于实际应用。此外，通过高温煅烧的改性限制了其在有机分离膜中的应用。
[0004] 为此，亟需要另辟蹊径以获得具有优异催化降解有机污染物以及良好稳定性的复合催化膜，并能够实现大规模工业化应用。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术中的不足，本发明的主要目的在于提供一种PES/CC/FeOCl复合催化膜及其制备方法和应用，该PES/CC/FeOCl复合催化膜首先是利用热分解将催化颗粒FeOCl负载到碳材料上形成CC/FeOCl复合材料层，即催化材料层，再利用简单的相转化，将催化材料层与聚合物基膜结合，最终获得复合催化膜，其亲水性强且具有良好的催化性能与稳定性。
[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0007] 该PES/CC/FeOCl复合催化膜包括：
[0008] 聚合物基膜；以及
[0009] 设置在所述聚合物基膜上的CC/FeOCl复合材料层；
[0010] 其中，所述聚合物基膜为PES膜；所述CC/FeOCl复合材料层是通过热分解将催化颗粒FeOCl负载到碳材料上形成的。
[0011] 进一步的，所述PES/CC/FeOCl复合催化膜在空气中的水接触角为18.0°，纯水通量‑2 ‑1达5681.25L·m ·h 以上，对于污染物海藻酸钠的截留率达90％以上。
[0012] 进一步的，所述PES/CC/FeOCl复合催化膜对四环素的降解率达93％以上。
[0013] 为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法。
[0014] 该PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法包括以下步骤：
[0015] 将碳材料浸泡在三价铁盐溶液中，随后晾干，得到三价铁附着的碳材料；
[0016] 对所述三价铁附着的碳材料进行高温煅烧，得到CC/FeOCl复合材料；
[0017] 将配置好的铸膜液在光滑的平面上均匀刮涂形成延流液，之后立即将所述CC/FeOCl复合材料放置到延流液表面，再放入去离子水中，进行相转化制得PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0018] 进一步的，所述三价铁盐溶液为硫酸铁、硝酸铁或氯化铁的乙醇或水溶液，浸泡时间为50～70min；
[0019] 优选为60min。
[0020] 进一步的，煅烧温度为200～240℃，煅烧时间为60～120min。
[0021] 进一步的，所述铸膜液是将聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮和N‑甲基吡咯烷酮在室温下搅拌混合并静置得到。
[0022] 进一步的，所述聚醚砜树脂、所述聚乙烯吡咯烷酮和所述N‑甲基吡咯烷酮的质量百分比为16:4:80；
[0023] 优选的，搅拌时间为12～24h，静置时间为2～4h。
[0024] 进一步的，将碳材料浸泡在三价铁盐溶液中之前还包括：
[0025] 对碳材料进行清洗以及干燥处理；
[0026] 优选的，所述清洗为采用丙酮超声波清洗30min，之后采用去离子水清洗若干次。
[0027] 为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜在催化降解有机污染物中的应用。
[0028] 其中，所述有机污染物中包含抗生素。
[0029] 本发明的优势：
[0030] 1、本发明中PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法耗时时间短、操作简单、反应条件温和，易于实现大规模工业化应用，具有明显的推广优势。
[0031] 2、本发明中制备方法制得的PES/CC/FeOCl复合催化膜，不仅提高了复合膜的通量、截留率，并且具有优异的催化降解有机污染物的性能和良好的稳定性。附图说明
[0032] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0033] 图1为本发明提供的实施例中PES/CC/FeOCl复合催化膜的部分制备流程的示意图；
[0034] 图2为本发明提供的实施例1中PES/CC/FeOCl复合催化膜的截面SEM图；
[0035] 图3为本发明提供的对比例1中PES原膜的截面SEM图；
[0036] 图4为本发明提供的对比例2中PES/CC复合膜的截面SEM图；
[0037] 图5为PES原膜、PES/CC复合膜和PES/CC/FeOCl复合催化膜对四环素的催化降解性能；
[0038] 图6为本发明提供的实施例中PES/CC/FeOCl复合催化膜对四环素7次降解的去除效率图；
[0039] 图7为PES原膜、PES/CC复合和PES/CC/FeOCl复合催化膜的纯水通量和接触角；
[0040] 图8为PES原膜、PES/CC复合膜和PES/CC/FeOCl复合催化膜过滤海藻酸钠时的通量与截留率。

具体实施方式

[0041] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0042] 碳基材料由于其大的表面积，可以用作各种纳米催化剂的载体，这有利于催化活性位点的暴露。这些材料还具有值得称赞的化学稳定性、优异的导电性和导热性。
[0043] 同时，将纳米催化剂固定在碳纤维载体上，可以加快物质的传递和电子的转移。
[0044] 此外，导电膜的加入可有助于减轻膜污染，因为静电排斥可减少带电污染物在膜表面上的沉积。
[0045] 本发明中将由FeOCl和碳基材料组成的复合催化剂引入到超滤膜表面上以构建电催化分离膜，可以通过将活化PMS和电化学与分离膜过程结合来进一步提高膜分离效率和抗污染性能。
[0046] 为了实现优异的催化降解有机污染物和良好稳定性的技术效果，本发明的第一方面提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0047] 本发明中的PES/CC/FeOCl复合催化膜包括聚合物基膜以及设置在聚合物基膜上的CC/FeOCl复合材料层。
[0048] 其中，聚合物基膜为PES膜。
[0049] CC/FeOCl复合材料层是通过热分解将催化颗粒FeOCl负载到碳材料上形成的。
[0050] CC/FeOCl复合材料层与PES膜交互结合。
[0051] 在本发明的实施例中，PES/CC/FeOCl复合催化膜在空气中的水接触角为18.0°，纯‑2 ‑1水通量达5681.25L·m ·h 以上，对于污染物海藻酸钠的截留率达90％以上。
[0052] 在本发明的实施例中，PES/CC/FeOCl复合催化膜对四环素的降解率达93％以上。
[0053] 本发明的第二方面提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法，以制备得到本发明第一方面所述的PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0054] 本发明中PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备方法具体按照以下步骤进行。
[0055] 1)对碳材料进行清洗以及干燥处理。
[0056] 在本发明的实施例中，碳材料可以为碳纤维布。
[0057] 在本发明的实施例中，清洗是采用丙酮超声波清洗30min，之后采用去离子水清洗若干次。
[0058] 当然，也可以根据碳材料的实际情况，选择适当的清洗时间，如超声波清洗25min或35min，清洗的目的是为了去除表面污渍，得到洁净的碳材料。
[0059] 其中，干燥处理可以采用现有技术中的烘干操作。
[0060] 2)将洁净的碳材料浸泡在三价铁盐溶液中，随后晾干，得到三价铁附着的碳材料。
[0061] 在本发明的实施例中，三价铁盐溶液可以为硫酸铁、硝酸铁或氯化铁的乙醇或水溶液。
[0062] 作为本发明的实施方式，浸泡时间可以为50～70min，优选为60min。
[0063] 示例性的，浸泡时间为50min、55min、60min、65min、70min中的一种或者满足上述范围值的任意数值。
[0064] 3)将上述三价铁附着的碳材料放置于坩埚中，进行高温煅烧，得到CC/FeOCl复合材料；随后取出，冲洗干净，备用。
[0065] 在本发明的实施例中，煅烧温度为200～240℃。
[0066] 示例性的，煅烧温度为200℃、210℃、220℃、230℃、240℃中的一种或者满足上述范围值的任意数值。
[0067] 在本发明的实施例中，煅烧时间为60～120min。
[0068] 示例性的，煅烧时间为60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min中的一种或者满足上述范围值的任意数值。
[0069] 4)配置铸膜液。
[0070] 在本发明的实施例中，铸膜液是将聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮和N‑甲基吡咯烷酮在室温下搅拌混合，之后静置得到。
[0071] 在本发明的某些实施例中，聚醚砜树脂、聚乙烯吡咯烷酮和N‑甲基吡咯烷酮的质量百分比为16:4:80。
[0072] 在本发明的某些实施例中，搅拌时间为12～24h。
[0073] 示例性的，搅拌时间为12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h、24h中的一种或者满足上述范围值的任意值。
[0074] 在本发明的某些实施例中，静置时间为2～4h。
[0075] 示例性的，静置时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h中的一种或者满足上述范围值的任意值。
[0076] 需要说明的是，本发明中的室温为25～30℃。
[0077] 5)将铸膜液倒置到光滑的玻璃板上，用刮刀均匀刮涂，立即将上述的CC/FeOCl复合材料放置到延流液表面，再放入去离子水中，进行相转化制得PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0078] 本发明的第三方面提供了一种PES/CC/FeOCl复合催化膜在催化降解有机污染物中的应用。
[0079] 其中，该PES/CC/FeOCl复合催化膜为本发明第一方面提供的PES/CC/FeOCl复合催化膜，或者为本发明第二方面提供的制备方法制得的PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0080] 在本发明的实施例中，有机污染物中包含抗生素。
[0081] 具体的，在外加的电场下，PES/CC/FeOCl复合催化膜作为阴极对含抗生素的废水‑1进行催化降解。其中，PMS用量为0.2～1.0g·L ，pH值为3～9，电压为0.5～3.0V，四环素浓度为20～40ppm。
[0082] 本发明中的PES/CC/FeOCl复合催化膜对四环素的降解率达到93％以上。本发明将高级氧化与膜分离相结合，具有操作简单，分离效果高，去除效率高等优点，其在有机污染物废水处理的应用方面具有重要意义。
[0083] 以下将通过具体实施例及对比例对本发明中的PES/CC/FeOCl复合催化膜及其制备方法进行详细说明。
[0084] 实施例1
[0085] 一种PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备，制备过程参照图1所示。
[0086] 1)空白碳纤维布的处理：
[0087] 首先将原始碳纤维布放入丙酮中超声清洗30min，去除表面的污渍，然后用去离子水将碳布清洗2～3遍，烘干得到洁净空白碳纤维布。
[0088] 2)CC/FeCl3前驱体的制备：
[0089] 将步骤1)中获得的空白碳纤维布放到FeCl3·6H2O的乙醇溶液中浸泡1h，再取出烘干得到CC/FeCl3的前驱体。
[0090] 3)CC/FeOCl复合材料层的制备：
[0091] 将步骤2)中的CC/FeCl3前驱体放到坩埚中，并在230℃温度下煅烧90min，然后取出，用乙醇和去离子水清洗数次，最后烘干得到CC/FeOCl复合材料。
[0092] 4)铸膜液的配制：
[0093] 铸膜液由16g聚醚砜树脂、4g聚乙烯吡咯烷酮和80gN‑甲基吡咯烷酮组成，并且在25～30℃室温下搅拌24h，静置2h得到浇铸液。
[0094] 5)PES/CC/FeOCl复合催化膜的制备：
[0095] 将铸膜液倒置到光滑的玻璃板上，使用刮刀刮涂，将步骤3)中的CC/FeOCl复合材料轻轻地放到延流液表面，然后立即放入去离子水中，进行相转化得到PES/CC/FeOCl复合催化膜。
[0096] 最后放在去离子水中保存即可。
[0097] 对比例1
[0098] 一种PES原膜的制备
[0099] 1)铸膜液的配制：
[0100] 铸膜液由16g聚醚砜树脂、4g聚乙烯吡咯烷酮和80gN‑甲基吡咯烷酮组成，并且在25～30℃温度下搅拌24h，静置2h得到浇铸液。
[0101] 2)刮膜：
[0102] 将铸膜液倒置到光滑的玻璃板上，使用刮刀刮涂，立即放入去离子水中，进行相转化得到PES原膜。
[0103] 最后放在去离子水中保存即可。
[0104] 对比例2
[0105] 一种PES/CC复合膜的制备
[0106] 1)空白碳纤维布的处理：
[0107] 首先将原始碳纤维布放入丙酮中超声处理30min，去除表面的污渍，然后用去离子水将碳纤维布清洗2～3遍，烘干得到洁净空白碳纤维布。
[0108] 2)铸膜液的配制：
[0109] 铸膜液由16g聚醚砜树脂、4g聚乙烯吡咯烷酮和80gN‑甲基吡咯烷酮组成，并且在25～30℃温度下搅拌24h，静置2h得到浇铸液。
[0110] 3)PES/CC复合膜的制备：
[0111] 将铸膜液倒置到光滑的玻璃板上，使用刮刀刮涂，将步骤1)中的空白碳纤维布轻轻地放到延流液表面，然后立即放入去离子水中，进行相转化得到PES/CC复合膜。
[0112] 最后放在去离子水中保存即可。
[0113] 为了进一步对本发明中制备得到的复合催化膜的优异效果进行说明，进行了如下试验：
[0114] (一)复合分离膜的形貌研究
[0115] 采用不同放大倍数的扫描电镜(SEM)对实施例1中制得的PES/CC/FeOCl复合催化膜横截面的形貌进行了研究，并与对比例1中制得的PES原膜以及对比例2中制得的PES/CC复合膜的形貌进行对比，如图2～4所示。
[0116] 其中，原始PES膜表现出典型的不对称结构，由致密表面层和指孔支撑层组成。
[0117] PES/CC复合膜的电子显微镜图像表明PES膜的指状孔结构显著减少，碳纤维部分融合到有机膜上。碳纤维布的复杂交织网络和多孔性质有助于在PES/CC复合膜的横截面中观察到的不规则结构。
[0118] 与PES/CC复合膜相比，PES/CC/FeOCl复合催化膜的横截面也显示出不规则排列的结构，但明显存在附着于纤维表面的纳米FeOCl颗粒。
[0119] 以上结果表明，催化材料，也即CC/FeOCl复合材料层的引入，不仅提高了膜表面的粗糙度，还增加了孔隙率，从而提高了膜的表面亲水性，通量和抗污染性能。
[0120] (二)降解四环素的应用
[0121] 以四环素作为代表性抗生素对膜的催化性能进行评价。
[0122] 在实验之前，使用0.1M H2SO4和0.1M NaOH调节污染物溶液的pH。将实施例1以及对比例1‑2中制备的膜作为阴极，钛网作为阳极，将它们与过氧单硫酸盐(PMS)一起置于含有50mL 30ppm四环素(TC)的烧杯中并连续搅拌。随着反应的进行，定期从烧杯中取样，并通过
0.22μm膜滤器过滤。使用紫外分光光度计在357nm处测量TC的浓度。使用公式(1)计算去除率(R)：
[0123]
[0124] 其中，c1和c0分别是滤液和进料中污染物的浓度。
[0125] 本发明中，在pH＝3.0、PMS质量浓度为1.0g·L‑1、电压为1.0V的条件下，比较了不同体系对TC的去除效果。
[0126] 如图5所示，对比例1中原始PES膜的TC去除率在90min后达到56.9％，对比例2中的PES/CC复合膜表现出84.1％的TC去除率，这可能是因为来自由PES/CC阴极电激活的PMS的活性物质的生成增加。与PES/CC复合膜相比，实施例1中制得的PES/CC/FeOCl复合催化膜表现出优异的催化降解性能，TC去除率为93.0％，达到90％以上，且具有较高的准一级动力学常数。这种增强可以归因于负载在PES/CC/FeOCl复合催化膜上的纳米FeOCl颗粒，其为PMS活化提供了额外的反应位点。同时，阴极分离膜表面的Fe(III)被电子还原为Fe(II)，加快PMS活化速率，最终提高TC降解效率。
[0127] 由此可以得出，本发明所制备的PES/CC/FeOCl复合催化膜对于抗生素四环素具有优异的降解能力。
[0128] 为了探究实施例1中所制得的PES/CC/FeOCl复合催化膜在催化降解过程中稳定性和可重复使用性，对其进行了7次循环降解实验。
[0129] 如图6所示，在经历了7个循环周期，每个90min的持续时间后，本发明中的PES/CC/FeOCl复合催化膜显示出相对高的去除效率，可达到83％。高降解稳定性可归因于Fe(III)阴极电子促进还原成Fe(II)，其具有优异的活化PMS的能力。
[0130] 这一显著的结果证明了本发明中的催化膜在水处理应用中长期和连续使用的实用性。
[0131] (三)复合膜的纯水通量和水接触角
[0132] 比较实施例1以及对比例1‑2中制备的膜的纯水通量，三种膜均采用死端过滤的方式进行，在测试之前，先在0.1MPa的压力下预压膜30min，然后在0.05MPa的压力下进行过滤实验。
[0133] 膜通量(J)通过公式(2)计算：
[0134]
[0135] 其中，A、Δt和V分别为有效膜过滤面积(m2)、渗透时间(h)和渗透水量(L)。
[0136] 同时还测量了实施例1以及对比例1‑2中制备的膜在空气中的水接触角，结果总结在表1中。
[0137] 图7显示了实施例1以及对比例1‑2中制备的膜的纯水通量和水接触角。由图7可以‑2 ‑1 ‑1看出，原始PES膜表现出相对较低的纯水通量，仅为448.12L·m ·h ·bar 。相比之下，‑2 ‑1 ‑1
PES/CC复合膜显示出更高的纯水通量，为2280L·m ·h ·bar ，PES/CC/FeOCl复合膜中‑2 ‑1 ‑1
因存在FeOCl纳米催化材料而表现出更高的纯水通量，为5681.25L·m ·h ·bar 。原始PES膜的水接触角为83.7°，表明其固有的疏水性，这导致其具有较低的纯水通量。另一方面，PES/CC复合膜显示出66.4°的水接触角，而PES/CC/FeOCl复合膜在空气中的水接触角仅为18.0°，表现出优异的亲水性。亲水性的增强归因于FeOCl纳米催化剂的存在，其增加了亲水性羟基的表面密度和膜表面的粗糙度。
[0138] 表1实施例1以及对比例1‑2中制得的膜的分析结果
[0139] 组别 纯水通量(L·m‑2·h‑1·bar‑1) 水接触角(°)对比例1 448.12 83.7
对比例2 2280 66.4
实施例1 5681.25 18.0
[0140] 由表1中也可以看出，通过本发明中方法所制备的PES/CC/FeOCl复合催化膜，通量显著提高，水接触角显著降低，具备超亲水特性。
[0141] (四)复合膜的抗污染性应用
[0142] 以海藻酸钠(SA)为模型污染物，研究了本发明中PES/CC/FeOCl复合催化膜的抗污染性能。
[0143] 实施例1以及对比例1‑2中制备的膜均采用死端过滤的方式，为了确保在整个实验过程中通量一致，同样在测试之前，膜在0.1MPa的压力下预压30min。随后，在0.05MPa的压力下进行过滤实验。
[0144] 膜通量(J)、截留率(Se)分别通过公式(3)计算：
[0145]
[0146] 其中，TOC0和TOC1分别表示进料溶液和滤液的TOC。
[0147] 图8显示了实施例1以及对比例1‑2中制备的膜用于过滤SA时的通量和截留率。
[0148] 由图8可以看出，原始PES膜由于其致密的表面而表现出低通量(32.5L·m‑2·h‑1 ‑1·bar )，同时对于SA的截留率为95％。相比之下，PES/CC复合膜表现出增加的通量为‑2 ‑1 ‑1
114.4L·m ·h ·bar ，但由于其扩大的孔径和/或表面孔隙率的产生，PES/CC复合膜对SA的截留率降低。与PES/CC复合膜相比，本发明中的PES/CC/FeOCl复合催化膜的通量为‑2 ‑1 ‑1
73.1L·m ·h ·bar ，截留率为90％。这可归因于FeOCl颗粒的引入，其增强了膜的亲水性并减小了膜的孔径，从而导致复合膜的分离性能得到改善。
[0149] 综上所述，催化材料CC/FeOCl的引入，能够明显提高复合膜的抗污染性，并且能够提高复合膜的分离性能。
[0150] 应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
[0151] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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