本发明涉及光催化-膜分离，具体涉及珊瑚状cu/tio2、其修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜及制备方法。
背景技术：
1、光催化-膜分离协同技术是目前废水回用的前沿技术。该技术一是实现了过滤和催化的双重功能；二是光催化技术能在光照条件下产生电子和空穴并由此衍生超氧自由基、羟基自由基、单线态氧和过氧烷基自由基等活性氧自由基，进而实现膜表面有机物矿化和重金属还原，达到膜自清洁的作用；三是实现了催化剂的回收和再利用。但当前任然存在一些问题。一是光催化剂电子-空穴易复合，光催化效率不高；二是无机半导体纳米颗粒改性高分子分离膜的韧性和机械强度不够，膜的使用寿命短；三是光催化矿化率不够，产生有毒副产物，存在二次污染的风险。虽然解决上述问题有许多方法，如开发新型光催化剂、外加电场、构建异质结、添加贵金属助催化剂。但在大规模应用中，净水膜分离材料必须满足低成本、绿色、环保且耐用等。因此上述方法难以推广。压电光催化材料在外力(如水流、气流、外压)作用下产生静电，既有利于增强材料与基底结合的牢固度，又有利于污染物和反应物分子的吸附和活化；压电效应形成内建电场，实现微观区域的光电催化。一方面，内生偏电压促进电子和空穴分离，抑制复合，提高光催化效率；另一方面，使光催化剂的导带(cb)和价带(vb)发生弯曲，进一步延长电荷寿命，在污染治理领域展现出巨大潜力。
2、因此，如何将压电光催化材料应用于净水分离膜，且进一步提高压电催化性能对本领域来说具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述问题，本发明提供珊瑚状cu/tio2、其修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜及制备方法，以解决现有的光催化-膜分离协同技术中膜的压电光催化性能及自洁净能力有待进一步提高的技术问题。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、一种珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜，按照质量百分比计，包括：
4、cu/tio2粉体0.1％-5％
5、聚乙烯吡咯烷酮1-5％
6、聚偏氟乙烯10-20％
7、n,n-二甲基乙酰胺75-88％。
8、所述cu/tio2粉体的微观形貌呈珊瑚状结构。
9、cu/tio2是cu掺杂tio2，所述tio2包括锐钛矿相tio2和金红石相tio2。不同晶相的tio2形成异质结，有助提高光生电子和空穴的分离，从而提高催化活性。
10、本发明采用微观结构呈珊瑚状的cu/tio2来修饰pvdf压电光催化分离膜，珊瑚状结构每个颗粒的棱包括多个堆积串连在一起的点，每个棱的宽度较均匀，这样有利于光的反射，增加光的利用率。
11、一种珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，包括如下步骤：
12、步骤1：制备锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛；
13、步骤2：将步骤1得到的二氧化钛分散在有机溶剂中，加入ticl4，再先后加入十二烷醇和铜离子溶液混合得到反应前驱体；
14、步骤3：将步骤2得到的反应前驱体加入到反应釜中进行加热反应得到白色混浊油状液体，洗涤并固液分离干燥得到cu/tio2粉体；
15、步骤4：将聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、n,n-二甲基乙酰胺组成的混合溶液和步骤3制备得到的cu/tio2粉体进行混合并制膜。
16、本发明通过制备锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛并掺杂cu，用于制备pvdf压电光催化自洁净分离膜，提高了光催化效率和分离效率。
17、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，还包括步骤5：对步骤4制备的膜进行极化得到自洁净分离膜。
18、本发明通过极化进一步提高催化效果。
19、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，所述步骤1中，制备锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛的方法为：
20、步骤1.1：采用碱液对tio2进行分散得到悬浮液；
21、步骤1.2：将步骤1.1得到的悬浮液加入到高压反应釜中进行加热反应；
22、步骤1.3：将步骤1.2得到的反应产物洗涤至中性后加入到盐酸水溶液中进行离子交换得到酸化产物；
23、步骤1.4：将步骤1.3得到的酸化产物进行固液分离和洗涤，干燥，并进行煅烧得到锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛粉末。
24、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，所述步骤2中，所述有机溶剂为乙二醇。
25、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，所述步骤3中，反应温度为：120-180℃，反应时间为：6-24小时。
26、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，所述步骤4中，所述cu/tio2粉体占混合溶液的质量比为：0.1％-5％。
27、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，所述步骤4中，制模的方法包括如下步骤：
28、步骤4.1：将聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、n,n-二甲基乙酰胺的混合液和cu/tio2粉体混合静置并脱泡得到铸膜液；
29、步骤4.2：将铸膜液采用规格为500μm的刮膜器进行刮膜；
30、步骤4.3：将步骤2得到的膜浸入由乙醇和去离子水组成的凝固浴中浸泡、备用。
31、本发明优选的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，所述步骤5中，极化电压为4000-800kv，极化时间为2-30分钟。
32、综上所述，相比于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：
33、1、本发明通过特定的方法制备出珊瑚状的cu/tio2粉体，且锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛并掺杂cu，其催化性能较好；
34、2、本发明通过采用锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛并掺杂cu，用于制备pvdf压电光催化自洁净分离膜，提高了光催化效率和分离效率，通过特定的极化进一步提高光催化性能，其水通量大于100l/(m2·h)的情况下，截留率能达到99.5％以上，自洁净所需时间1.6-8小时。
1.一种珊瑚状cu/tio2粉体，其特征在于，其微观形貌呈珊瑚状结构，所述cu/tio2是cu掺杂tio2，所述tio2包括锐钛矿相tio2和金红石相tio2。
2.一种珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜，其特征在于，按照质量百分比计，包括：
3.一种如权利要求2所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，还包括步骤5：对步骤4制备的膜进行极化得到自洁净分离膜。
5.根据权利要求3或4所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备锐钛矿和金红石两相共存二氧化钛的方法为：
6.根据权利要求3或4所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述有机溶剂为乙二醇。
7.根据权利要求3或4所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，反应温度为：120-180℃，反应时间为：6-24小时。
8.根据权利要求3或4所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述cu/tio2粉体占混合溶液的质量比为：0.1％-5％。
9.根据权利要求3或4所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，制膜的方法包括如下步骤：
10.根据权利要求4所述的珊瑚状cu/tio2修饰pvdf压电光催化自洁净分离膜的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，极化电压为4000-800kv，极化时间为2-30分钟。
