申请日2019.02.11
公开(公告)日2019.06.14
IPC分类号C08L67/02; C08K9/12; C08K9/10; C08K3/36; C08L75/04; C08L23/06; C08L23/30; B33Y70/00; B33Y80/00; C02F1/30; C02F101/34
摘要
本发明公开一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法，所述水处理器件按重量份计为高透光树脂73~84份，PVA包覆树枝状酞菁@SiO215~25份，分散剂0.5~2份，成核剂0.2~0.3份。制备方法为：PVA包覆树枝状酞菁@SiO2;干燥称料混合;熔融挤出造粒;挤出定型收卷;3D打印。本发明制得的水处理器件具有良好的透光性和可见光光催化性能，制备方法简单高效，可应用于污水中有机污染物的光催化降解处理。
权利要求书
1.一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，由下述的重量百分比组分制成：
高透光树脂 73~84;
PVA包覆树枝状酞菁@SiO2 15~25;
分散剂 0.5~2;
成核剂 0.2~0.3;
所述的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2由下述方法制得的：将5wt%PVA 水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2。
2.根据权利要求1所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，所述的高透光树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，所述的分散剂至少有一种选自硬酯酸、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。
4.根据权利要求1所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于，所述的成核剂为山梨醇或其衍生物。
5.权利要求1-4任何一项所述的一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将5wt%PVA 水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2;
(2)将高透光树脂和步骤(1)中得到的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2分别真空干燥，然后按配比与成核剂、分散剂置于高混机中混匀，得到混合料;
(3)将步骤(2)中得到的混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出造料，得到共混颗粒，再将共混颗粒加入到3D线材生产线的单螺杆挤出机中进行挤出定型收卷，得到3D打印线材;
(4)将步骤(3)中得到的通过3D打印机打印成高比表面的24面体，得树枝状酞菁@SiO2水处理器件。
6.一种根据权利要求1-4任一所述的树枝状酞菁@SiO2水处理器件，或根据权利要求5所述的制备方法制得的树枝状酞菁@SiO2水处理器件，其特征在于：所述树枝状酞菁@SiO2水处理器件应用于催化降解苯酚。
说明书
一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法
技术领域
本发明属于环境处理技术领域，具体涉及一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法。
背景技术
随着工业化进程加速，能源短缺和环境污染问题日益突出。水体污染一直是一个严重的环境问题，水体中即使是微量重金属、染料、药物对人体损害都是极大的。水污染处理方法很多，其中光催化技术是一种利用新能源来解决环境污染问题的有效方法，它利用光催化降解有毒有害物质，提供了一种非常环保治理污染方法。但是目前大部分光催化剂为粉体，难回收成为限制其应用的一大难题，器件化则是解决这个难题的可行方法。
中国专利ZL2014108005249公开了一种1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2可见光光催化剂的制备方法及其应用，专利中所述的树枝状酞菁负载SiO2具有活性氧产率高、亲水性好、不易团聚和电子转移率高等优点，可应用于工业污水处理、降解染料废水等领域。但是，固态粉状的树枝状酞菁负载SiO2在实际应用中存在器件化和回收利用问题
目前实现器件化方法很多，如将催化剂涂覆在各种材料表面，CN201510118618.2和CN201510118543.8公开了两种光催化涂覆剂的制备方法和涂覆方法，这种方法负载率较高，但较为复杂，且固载的催化剂易脱落。也有与高分子材料直接熔融共混制成各种光催化材料，此法较为简单，但催化剂大部分包覆在高分子内部，造成浪费。
3D打印是一种新型的智能增材制造技术，相比传统成型方式相比，具有快速制备、精细化制造、材料利用率高、制件结构可设计等优点。其中熔融沉积成型(FDM)最为普及的3D打印技术，它可将高分子材料打印成复杂结构的器件，以满足不同应用的不同需求。
本发明设计24面体这种高比表面积模型有利于提高光接触面，而选用高透光树脂则有利于光透过基体树脂与光催化剂接触反应。但是3D打印制件透光性不够理想，本发明通过配方设计与工艺优化，控制结晶程度，提高最终制品的透光性。所选用的光催化剂1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2本身也有一定透光性，对其进行PVA包覆，置于水中一方面可形成孔洞，另一方面由于光催化剂需要与污染物接触，与树脂共混中往往被树脂包裹住，通过PVA处理后溶解，则避免该问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件及其制备方法。
为了实现本发明的目的，具体技术方案如下：
一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件，由下述的重量百分比组分制成：
高透光树脂75~80
PVA包覆树枝状酞菁@SiO2 15~25
分散剂 0.5~2
成核剂 0.2~0.3;
所述的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2由下述方法制得的：将5wt%PVA 水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2。
所述的高透光树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或多种。
所述的分散剂至少有一种选自硬酯酸、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡。
所述的成核剂为山梨醇或其衍生物。
一种树枝状酞菁@SiO2水处理器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将5wt%PVA 水溶液加到1-3代芳醚树枝状酞菁配合物负载SiO2，高混成浆料，在高混过程中添加无水乙醇，直至浆料变成粉料，得到PVA包覆树枝状酞菁@SiO2;
(2)将高透光树脂和步骤(1)中得到的PVA包覆树枝状酞菁@SiO2分别真空干燥，然后按配比与成核剂、分散剂置于高混机中混匀，得到混合料;
(3)将步骤(2)中得到的混合料通过双螺杆挤出机熔融挤出造料，得到共混颗粒，再将共混颗粒加入到3D线材生产线的单螺杆挤出机中进行挤出定型收卷，得到3D打印线材;
(4)将步骤(3)中得到的通过3D打印机打印成高比表面的24面体，得树枝状酞菁@SiO2水处理器件。
所述树枝状酞菁@SiO2水处理器件应用于催化降解苯酚。
采用上述技术方案后，本发明具有如下特点和优点：1、制备方法简单高效，器件可重复利用;2、解决了粉体光催化剂难回收问题;3、能应用于催化降解苯酚。
