一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜的制备方法与应用

1.本发明涉及功能高分子材料领域，尤其是涉及一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜的制备方法与应用。


背景技术：

2.食品、石油、制造业等家庭或工业领域产生的油/水污染物的排放，以及大量的海上溢油和含油废水的直接排放，破坏了生态系统的平衡，威胁着人类的健康。膜分离技术是被认为是处理油/水混合物的最有效方法之一。然而分离膜在长期使用过程中难以避免的受到油污污染，而使分离效率与通量会明显降低。此外，生活中的含油污水中通常含有大量的细菌或微生物，经过分离膜时，分离膜上细菌和微生物会引起孔隙的堵塞，同样导致分离通量的降低。传统的方法是在膜使用后用大量的水冲洗，或者直接置换新膜，造成资源的浪费。因此，赋予分离膜光催化性和抗菌性以便提高其使用寿命是十分必要的。
3.二氧化钛(tio2)是一种在紫外光照射下具有优异催化性能的半导体材料，由于其无毒、稳定、价格低等优点被广泛使用。当超过tio2带隙宽度的光照射到表面时，价带的电子会吸收能量跃迁至导带，并在价带相应位置产生空穴，这些空穴-电子对会诱导表面产生强氧化剂，从而降解tio2周围的有机污染物。
4.目前常用于光催化的二氧化钛晶体结构主要有锐钛矿和金红石，但其制备过程大多要经过高温热处理，不利于降低成本以及安全环保；且直接在膜上负载的tio2易发生脱落而失去光催化性能。因而，如何在温和条件下，使用聚合物原位矿化，制备具有长效、高效光催化性的二氧化钛矿化膜对油水分离具有重要的意义。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜的制备方法与应用。本发明矿化膜表面有ag纳米粒子均匀附着在tio2矿化层上，不仅具有高效的油水分离性能，而且通过贵金属ag在二氧化钛表面沉积，促进光生电子-空穴对的分离，同时也改变了二氧化钛的能带结构，有利于吸收能量光子，以增加太阳光的利用率，制备的矿化膜具有光催化性和抗菌性，提高了分离膜的长期耐用性和应用范围。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
8.(1)将亲水性基膜置于聚乙烯亚胺(pei)水溶液中浸泡，取出用去离子水冲洗后，再在二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡，取出再用去离子水冲洗，为一个交替浸泡循环，重复此交替浸泡过程后用去离子水冲洗并干燥，得到二氧化钛矿化分离膜；
9.(2)将步骤(1)制得的二氧化钛矿化分离膜浸泡在硝酸银水溶液和柠檬酸钠水溶液的混合液中，在转速为300-500rpm，反应温度为60-80℃下反应10-30min，取出分离膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
10.步骤(1)中，所述亲水性基膜为亲水处理的聚偏氟乙烯膜、亲水处理的聚四氟乙烯膜(ptfe)、亲水处理的不锈钢网中的一种。
11.步骤(1)中，所述聚乙烯亚胺水溶液的浓度为10-30g/l，所述聚乙烯亚胺溶液的ph为6.8～7.4。
12.步骤(1)中，所述二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的浓度为10-30g/l。
13.步骤(1)中，聚乙烯亚胺溶液与二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶液的体积为1:1。
14.步骤(1)中，聚乙烯亚胺水溶液中浸泡或二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液中浸泡的时间为3-15min，每个交替浸泡循环的浸泡时间保持一致，交替浸泡循环次数为1-10次。优选地，浸泡10min，循环3次；
15.步骤(2)中，硝酸银水溶液的浓度为0.85-3.4g/l。
16.步骤(2)中，柠檬酸钠水溶液的浓度为5-15g/l。
17.步骤(2)中，混合液中柠檬酸钠水溶液与硝酸银水溶液的体积比为3～5:18～25，优选为3:20。
18.一种所述制备方法制得的兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜的应用，用于油水分离、光催化、抗菌、防污涂层与包装领域。
19.本发明有益的技术效果在于：
20.本发明矿化膜表面有粒径约为80-100nm的ag纳米粒子附着，并且矿化膜紧密附着在基材上，具有超亲水性，光催化性和抗菌性。
21.本发明基于亲水性基膜，在温和条件下，利用聚乙烯亚胺原位矿化生成二氧化钛，多次交替沉积制备多层二氧化钛矿化膜，再在其表面负载银纳米粒子，得到负载银的二氧化钛油水分离矿化膜；通过ag的等离子体共振效应(apr)增强二氧化钛光吸收，使分离膜具有较强的光催化效果，实现长效光催化和抗菌性能。
22.本发明制备的矿化膜在酸、碱等溶液中保持化学稳定性；能够高效分类含菌的油水混合物；经过紫外光照后，能够降解表面油污。
23.本发明利用聚乙烯亚胺和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛的静电和氢键相互作用在基膜上制备了tio2矿化膜，利用tio2的亲水性和光催化性，制备的分离膜可用于许多常见油水混合物的分离，分离效率达到98％，对油水混合物的分离通量达到6238l
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。对以正己烷为油相制备的乳液的分离通量为663l
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。并且经过紫外光照后，tio2矿化膜能够降解表面残留的油污，提高分离膜使用寿命。同时，表面附着的ag纳米粒子具有广谱抗菌性，矿化膜能够高效分离含菌的油水混合物，相比于普通分离膜，具有更长的使用寿命。
24.本发明申请将ag引入tio2分离膜中，即可提高分离膜的光催化性能，又可实现对细菌或微生物的抗菌性能，使分离膜具有长效、高效的分离性能。
25.本发明在ti-baldh/pei的矿化体系中，pei作为tio2生长的诱导剂，经过pei溶液
浸泡后，pei分子首先被吸附在基膜的表面；然后带正电的pei分子通过静电和氢键相互作用吸附并带负电荷的钛前体(ti-baldh分子)聚集；当pei分子和ti-baldh分子非常接近时，ti-baldh分子的ti-oh与pei分子的n-h之间的氢键进攻另一个相邻钛原子上的ti-o键发生亲核取代；随着矿化反应的进行，二氧化钛与基膜发生缩聚反应而产生均匀的tio2矿化膜。随着交替浸泡次数的增加，表面矿化膜会逐层生长。因此，通过控制浸泡时间与交替浸泡次数能够控制tio2矿化膜均匀紧密附着在ptfe纤维上保证超亲水性同时不影响分离膜孔径。
附图说明
26.图1为实施例1中制备的ptfe-tio
2-ag膜在硬脂酸污染前(a)与后(b)和光催化后(c)的水接触角示意图；图(d、e、f)分别ptfe-tio
2-ag膜和原始膜在硬脂酸污染前(d)与污染后(e)的照片，以及污染后再经过光催化5min后的照片(f)；
27.图2为分离-催化循环次数与水通量的关系；
28.图3为未添加ptfe-tio
2-ag膜(a，c)与添加ptfe-tio
2-ag膜(b，d)的培养基培养24h后大肠杆菌(a，b)和金黄色葡萄球菌(c，d)的菌落图像。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。
30.购买的ptfe膜无须裁剪处理，使用丙酮、乙醇、水超声分别清洗5min后浸泡在蒸馏水中待用；
31.实施例1
32.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
33.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
34.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环3次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
35.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
36.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
37.实施例2
38.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法
包括如下步骤：
39.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
40.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
41.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
42.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
43.实施例3
44.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
45.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
46.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中5min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应5min，取出再用去离子水冲洗，重复循环3次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
47.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
48.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
49.实施例4
50.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
51.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml
去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
52.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中5min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应5min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
53.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
54.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
55.实施例5
56.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
57.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
58.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中3min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应3min，取出再用去离子水冲洗，重复循环3次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
59.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
60.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
61.实施例6
62.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
63.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
64.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中3min，取出后用
去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应3min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
65.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
66.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
67.实施例7
68.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
69.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
70.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
71.(3)称取0.17g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
72.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
73.实施例8
74.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
75.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
76.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
77.(3)称取0.34g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
78.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
79.实施例9
80.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
81.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
82.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
83.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
84.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为70℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
85.实施例10
86.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
87.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
88.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
89.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
90.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为80℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
91.实施例11
92.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
93.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
94.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
95.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
96.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为80℃的条件下反应15min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
97.实施例12
98.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
99.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
100.(2)将预处理后的ptfe膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环5次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
101.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
102.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为80℃的条件下反应10min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的
油水分离矿化膜。
103.实施例13
104.一种兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜，所述油水分离矿化膜的制备方法包括如下步骤：
105.(1)将2g聚乙烯亚胺溶于100ml去离子水中，使用1mol/l hcl溶液调节聚乙烯亚胺溶液的ph为7，制得聚乙烯亚胺水溶液；将4g二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛溶于100ml去离子水中，制得二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液；装有聚乙烯亚胺水溶液和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛水溶液的烧杯置于转速为400rpm的磁力搅拌器上备用；
106.(2)将预处理后的不锈钢网膜先浸泡在20ml聚乙烯亚胺(pei)水溶液中10min，取出后用去离子水冲洗，再在20ml二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛(ti-baldh)水溶液中浸泡反应10min，取出再用去离子水冲洗，重复循环3次该交替浸泡过程，完成浸泡后，取出后用去离子水冲洗并干燥，制得tio2矿化分离膜；
107.(3)称取0.085g agno3溶于100ml去离子水中，制备agno3水溶液；称取1g柠檬酸钠溶于100ml去离子水中，制备柠檬酸钠水溶液；取3ml述柠檬酸钠水溶液加到20ml agno3水溶液中，搅拌均匀，制得混合液；
108.(4)将步骤(2)制得的tio2矿化分离膜浸泡在步骤(3)制得的混合液中，转速为450rpm，温度为60℃的条件下反应20min，反应完成后，取出矿化膜用去离子水冲洗，并放入烘箱干燥，制得负载银纳米粒子的二氧化钛矿化分离膜，即所述兼具光催化和抗菌功能的油水分离矿化膜。
109.上述实施例只为体现出发明人的创造构思，基于本发明创造构思下任何形式的演变和改进都属于本发明保护的范围。
110.测试例：
111.(1)涉及的油水分离效率的测定结果：完全通过重力自驱动来进行油水分离，将100ml的去离子水以及100ml的正己烷混合，分离效率通过η＝(m1/m0)
×
100％，其中m0和m1分别是分离过程前后的水的质量。
112.(2)涉及的油水分离通量的测定结果：采用实验室油水分离装置，有效的测试膜面积为9.62cm2，将100ml水相从装置上方连续倒向不锈钢网表面。油水分离通量通过公式计算：
[0113][0114]
式中，v为透过膜的水体积；a为膜的有效过滤面积；δt为渗透时间。
[0115]
(3)涉及的机械稳定性测定方法为：选用型号为1000目的砂纸，将油水分离矿化膜在砂纸上滑行10cm，再依次用去离子水和氮气冲掉膜表面产生的粉末，测试油水分离矿化膜在砂纸摩擦后的稳定性，每个样品测试3次计算平均值。
[0116]
(4)涉及的化学稳定性测定方法为：将制备的油水分离矿化膜浸泡在0.1mol的hcl、naoh、nacl溶液中30min，测量其水接触角的大小。
[0117]
(5)涉及的光催化性能的测定结果：
[0118]
将ptfe-tio2膜和ptfe-tio
2-ag膜浸泡在1g/l的硬脂酸溶液中20min，取出后烘干，
测量其接触角。将其置于氙灯平行光源下，高度为7cm，在黑暗环境中光照10min为一组循环，进行多个循环。配置5mg/l的罗丹明b溶液，将矿化膜浸泡装有在10ml罗丹明b溶液的表面皿中，将该表面皿置于氙灯平行光源下照射，高度为7cm，在黑暗环境中光照10min为一组循环，进行多个循环。防止罗丹明b蒸发导致溶液体积变小影响测定结果，每次测定后通过紫外测定计算剩余罗丹明b浓度，补充相同浓度的罗丹明b溶液至10ml。
[0119]
(6)涉及的抗菌性能的测定结果：
[0120]
将革兰氏阳性金黄色葡萄球(s.aureus)和革兰氏阴性大肠杆菌(e.coli)置于营养肉汤中在37℃的水浴恒温振荡器内在培养12h，使细菌浓度达到108cfu
·
ml-1
，稀释至一定浓度后在实验组中加入紫外线灭菌过的1cm2的ptfe-tio
2-ag膜，空白组不加ptfe-tio
2-ag膜，继续培养3h后。取培养好的菌液100μl，均匀涂布于固体培养基上，37℃培养24h，统计培养基上的菌落数。
[0121]
在200ml的油水混合物(正己烷为油相)中分别添加10ml浓度为108cfu
·
ml-1
的大肠杆菌与金黄色葡萄球菌悬浮液，使用ptfe-tio
2-ag膜对其进行油水分离循环分离测试。
[0122]
针对实施例1、5、7、9、11所得油水分离矿化膜的性能测试结果如表1所示：
[0123]
表1
[0124][0125][0126]
对实施例1制备的分离膜进行了油水分离性能测试、光催化测试和抗菌测试。以正己烷为油相，油水混合物的分离效率达到98％，分离通量达到6238l
·
m-2
·
h-1
。以正己烷为油相制备的乳液的分离通量为663l
·
m-2
·
h-1
。同时以硬脂酸为污染物模型测试了其光降解性能，经过硬脂酸的污染后，分离膜失去超亲水性能，而经过紫外光照射后，分离膜重新恢复超亲水性能，矿化膜上油红染色的硬脂酸被逐渐降解，矿化膜恢复白色，而原始膜即便经过光照后依旧是红色。(图1)这种分离-催化可循环5次以上(图2)，说明所制备的分离膜
具有长效分离性，可重复利用性。通过大肠杆菌和金黄色葡萄球菌与ptfe-tio
2-ag膜的共培养实验证明了其优异的抗菌性能(图3)。