具有光催化降解与油水分离性能的功能织物及其

本发明属于功能材料，具体涉及一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物及其制备方法与应用。背景技术：1、近年来，四环素类抗生素在临床医学和养殖业等方面具有较多的应用，但同时也越来越多的进入环境中，引起水体环境污染并对生态环境造成威胁，故急需经济环保高效的治理手段。2、油污染作为一种常见的污染，对环境保护和生态平衡危害极大。含油废水如果不加以回收处理，会造成浪费；排入河流、湖泊或海湾，会污染水体，影响水生生物生存；用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。含油废水引发的环境问题已引起全球范围的广泛关注。3、光催化技术是一种环保且绿色高效的水处理技术之一，收集太阳能对于有效可再生能源、较少碳排放和修复水污染至关重要。科学技术的发展不断推动纺织业进步，各种功能织物得到广泛关注。4、现有水处理膜在催化降解过程中可能会产生一些新的有害物质，导致二次污染；催化剂稳定性差，易受污染物影响而失去活性，导致处理效果下降，不利于重复利用；同时存在制备工艺复杂、成本高及不易回收等问题。技术实现思路1、本发明是为了解决现有技术中存在的含油废水难分离及含有机物(四环素、亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明b)废水难降解引发的环境问题而提出的，其目的是提供一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物及其制备方法与应用。2、本发明是通过以下技术方案实现的：3、一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，包括以下步骤：4、(ⅰ)对织物基底进行预处理；5、(ⅱ)配置生长聚吡咯溶液和助剂溶液；6、(ⅲ)利用原位生长方法将吡咯聚合到预处理后的织物基底上；7、(ⅳ)配置生长钴锌层状双金属氢氧化物的溶液；8、(ⅴ)利用水热法再步骤(ⅲ)反应后的织物基底上合成钴锌层状双金属氧化物，反应完成即得具有光催化降解与油水分离性能的功能织物。9、在上述技术方案中，所述织物基底为涤纶布、碳布、锦纶或棉布中的任意一种。10、在上述技术方案中，所述步骤(ⅰ)的预处理方法为：将织物基底依次用无水乙醇和去离子水超声清洗15min，再放入烘箱烘干。11、在上述技术方案中，所述步骤(ⅱ)中的生长聚吡咯溶液为吡咯单体溶液；所述助剂溶液为氯化铁的酸溶液，所述酸为硫酸或盐酸；所述助剂溶液中氯化铁的浓度为0.5g/l～5g/l；所述助剂溶液中h+浓度为0.2m～0.6m。12、在上述技术方案中，所述步骤(ⅲ)原位生长方法具体为：先将预处理后的织物基底于0℃～10℃且避光条件下在生长聚吡咯溶液中浸泡30min，再将浸泡过生长聚吡咯溶液的织物基底浸泡于0℃～10℃且避光条件下在助剂溶液中垂直浸泡4h，清洗，干燥，即得负载聚吡咯的织物基底。13、在上述技术方案中，所述生长钴锌层状双金属氢氧化物的溶液为氟化铵、尿素、六水合硝酸钴和硝酸锌的混合水溶液；所述述生长钴锌层状双金属氢氧化物的溶液中氟化铵的浓度为0.01m～0.04m，尿素的浓度为0.02m～0.06m；六水合硝酸钴和硝酸锌的浓度之和为0.1m；六水合硝酸钴和硝酸锌的摩尔比为1：(1～3)。14、在上述技术方案中，所述水热法的反应条件为110℃，反应8h。15、一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物，所述功能织物由织物基底及负载于其上的聚吡咯和钴锌层状双金属氢氧化物组成，聚吡咯为球状纳米颗粒，钴锌层状双金属氢氧化物为棒状结构，在聚吡咯的球状纳米结构的基础上复合了钴锌层状双金属氢氧化物棒状结构连接形成复合膜层，二者的成功复合改变了其微观形貌，并且还提高了对四环素的光催化性能，其水下的油接触角可达150°，并具有超亲水性，油水分离效率在98％以上，有效解决膜渗透通量下降及膜污染问题。16、一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的应用，应用于光催化降解含抗生药物四环素及染料分子(亚甲基蓝、甲基橙、罗丹明b)的含油废水，同时实现油水分离。17、本发明的有益效果是：18、本发明提供了一种具有油水分离耦合光催化降解性能的功能改性织物及其制备方法与应用，通过对价格低廉织物进行表面改性，获得超亲水-水下超疏油的ppy/cozn ldh复合膜，具有油水分离及四环素光降解性能，光催化降解抗生素(四环素)及染料污染物(mb、mo、rb)效果显著，证实了降解有机污染物的普适性，为实际应用奠定了重要基础，且油水分离效率可达98％。本发明易于操作环保无污染，可重复利用，对于开发低成本、高效降解四环素及有机染料污染物并用于含油有机废水的处理具有实际应用价值和意义。技术特征：1.一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：所述织物基底为涤纶布、碳布、锦纶或棉布中的任意一种。3.根据权利要求1所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(ⅰ)的预处理方法为：将织物基底依次用无水乙醇和去离子水超声清洗15min，再放入烘箱烘干。4.根据权利要求1所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(ⅱ)中的生长聚吡咯溶液为纯吡咯单体溶液；所述助剂溶液为氯化铁的酸溶液，所述酸为硫酸或盐酸；所述助剂溶液中氯化铁的浓度为0.5g/l～5g/l；所述助剂溶液中酸浓度为0.2m～0.6m。5.根据权利要求1所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(ⅲ)原位生长方法具体为：先将预处理后的织物基底于0℃～10℃且避光条件下在生长聚吡咯溶液中浸泡30min，再将浸泡过生长聚吡咯溶液的织物基底浸泡于0℃～10℃且避光条件下在助剂溶液中垂直浸泡4h，清洗，干燥，即得负载聚吡咯的织物基底。6.根据权利要求1所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：所述生长钴锌层状双金属氢氧化物的溶液为氟化铵、尿素、六水合硝酸钴和硝酸锌的混合水溶液；所述述生长钴锌层状双金属氢氧化物的溶液中氟化铵的浓度为0.01m～0.04m，尿素的浓度为0.02m～0.06m；六水合硝酸钴和硝酸锌的浓度之和为0.1mol，六水合硝酸钴和硝酸锌的摩尔比为1：(1～3)。7.根据权利要求1所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的制备方法，其特征在于：所述水热法的反应条件为110℃，反应8h。8.一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物，其特征在于：通过权利要求权利要求1～7之一所述方法制备。9.根据权利要求8所述的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物，其特征在于：所述功能织物由织物基底及负载于其上的聚吡咯和钴锌层状双金属氢氧化物组成，聚吡咯为球状纳米颗粒，钴锌层状双金属氢氧化物为棒状结构，聚吡咯球状纳米颗粒与钴锌层状双金属氧化物紧密连接形成复合膜层。10.一种权利要求1～7之一所述方法制备的具有光催化降解与油水分离性能的功能织物的应用，其特征在于：应用于光催化降解含抗生药物四环素及染料分子的含油废水，同时实现油水分离。技术总结本发明公开了一种具有光催化降解与油水分离性能的功能织物及其制备方法与应用，首先是将价廉的织物基底进行表面预处理；然后通过原位生长法在织物基底上制备聚吡咯(PPy)涂层；最后通过水热法在具有聚吡咯涂层的织物基底上制备CoZn‑LDH，即可得到具有光催化降解耦合油水分离性能的PPy/CoZn‑LDH功能织物。本发明通过对价格低廉织物进行表面改性，获得超亲水‑水下超疏油的PPy/CoZn‑LDH复合膜，既能光催化降解废水中的有机污染物又能达到油水分离效果。本发明易于操作环保无污染，可重复利用，对于开发低成本、高效降解四环素及有机染料污染物并用于含油有机废水的处理具有实际应用价值和意义。技术研发人员：栗丽,李妍,于莉莉,张秩远,陈浩彤,牛慧妍,韩子龙受保护的技术使用者：北京石油化工学院技术研发日：技术公布日：2024/7/25