[發(fā)明專利]生物類酯/醋酸纖維素復(fù)合膜的制備方法及應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02142106.4
• 申請(qǐng)日: 2002-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1395983A
• 公開(kāi)（公告）日: 2003-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王子健;呂怡兵;王靜榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號(hào): B01D71/16
• 分類號(hào): B01D71/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)與污染控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種生物類酯/醋酸纖維素復(fù)合膜的制備方法。

本發(fā)明還涉及上述復(fù)合材料膜在水環(huán)境中有機(jī)污染物的預(yù)富集和去除的應(yīng)用。

本發(fā)明還涉及上述復(fù)合材料膜的再生方法。

背景技術(shù)

用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分的溶質(zhì)與溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法，統(tǒng)稱為膜分離法。合成膜可以分為有機(jī)(聚合物)膜和無(wú)機(jī)膜，其中最重要的膜材料是有機(jī)物，即聚合物或大分子。選擇何種聚合物作為膜材料并不是隨意的，而要根據(jù)其特定的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。制作高分子膜常用的聚合物材料為纖維素及其衍生物、聚砜、聚醚砜、聚丙烯氰、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚醚酮等。許多親水聚合物可以用做膜材料，最常見(jiàn)的就是纖維素及其衍生物。纖維素具有規(guī)則的線性鏈結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度很高，由于高結(jié)晶度以及羥基之間形成分子間氫鍵，這類材料雖然高度親水卻不溶于水。纖維素及其衍生物不僅可以用于微濾和超濾，也可以用于反滲透、氣體分離和透析。70年代，我國(guó)的膜分離技術(shù)尚處于研究階段，近年來(lái)，隨著技術(shù)的引進(jìn)和科學(xué)研究成果的取得，一批有效的膜分離裝置逐漸在水處理、工業(yè)分離、廢水處理、實(shí)驗(yàn)室分離等領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用。上述膜分離技術(shù)應(yīng)用膜的微濾或超濾原理，將大分子有機(jī)污染物與水分開(kāi)，在環(huán)境工程中的應(yīng)用主要包括應(yīng)用于電鍍廢水、含油、脫脂廢水、紡織工業(yè)廢水、電泳漆、造紙、放射性、高層建筑等廢水的處理。到目前為止，將膜科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境領(lǐng)域，研究各種膜材料、器件對(duì)大分子有機(jī)污染物的去除已為數(shù)不少。羅敏等(納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留機(jī)理研究，環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2000，20(5)：523-527)研究納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留機(jī)理，以美國(guó)TriSep公司TS80納濾膜為例，發(fā)現(xiàn)其對(duì)有機(jī)物的去除是由有機(jī)物的結(jié)構(gòu)特征(如分子量、極性)與有機(jī)物/膜之間的相互作用關(guān)系共同決定的。TS80納濾膜對(duì)TOC的平均去除率為90.3％。魏桂林等(纖維素親和層析膜用于去除醫(yī)藥制劑中的內(nèi)毒素，膜科學(xué)與技術(shù)，2000，20(4)：52-54)以纖維素膜為基質(zhì)，活化后，鍵合殼聚糖配基，制備成親和層析膜介質(zhì)，考察這種膜對(duì)醫(yī)藥制劑中的內(nèi)毒素的去除。但是這些膜對(duì)污染物的去除是基于物理分離作用，不能用來(lái)富集或去除分子量小于1000的痕量疏水有機(jī)污染物質(zhì)。

在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，有機(jī)氯農(nóng)藥和二惡英等微量和痕量有毒有機(jī)污染物的污染越來(lái)越受到重視。這類污染物有潛在生態(tài)和健康威脅，在水中的濃度通常為十億分之一(ppb，或μg/L)，甚至低至萬(wàn)億分之一(ppt，或ng/L)。傳統(tǒng)的樣品濃縮前處理技術(shù)主要采用主動(dòng)富集過(guò)程，如環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)普遍采用水樣液/液萃取、XAD樹(shù)脂吸附、固相萃取法(Solid-phaseextraction，SPE)、沉淀法等。這些方法對(duì)于水體中含量甚微，具有累積性，毒性風(fēng)險(xiǎn)大的親脂性有毒有機(jī)污染物富集能力較差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足低檢出限、高富集量的要求，或者存在大量基質(zhì)干擾分析測(cè)定的現(xiàn)象。九十年代開(kāi)始，被動(dòng)式采樣技術(shù)得到迅猛發(fā)展，如固相微萃取和半滲透膜采樣器件。半滲透膜采樣器件中最具代表性的是三油酸酯-半滲透膜采樣技術(shù)(U.S.patents?5,098,573?and?5,395,426)，是將中性酯封裝在低密度聚乙烯薄膜中，構(gòu)成膜器件，是一種三明治結(jié)構(gòu)的器件。該技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外水體優(yōu)先污染物監(jiān)測(cè)方面得到了成功的應(yīng)用，這種采樣技術(shù)能夠模擬有機(jī)污染物經(jīng)由水相到有機(jī)體酯肪相的分配平衡過(guò)程，所獲得的數(shù)據(jù)更能體現(xiàn)水體污染物的生物有效態(tài)部分。但是該技術(shù)所構(gòu)成的器件在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所封裝酯在兩層低密度塑料薄膜中間容易流動(dòng)，并形成酯滴，降低了富集效率；用于封裝三油酸酯的低密度聚乙烯膜是疏水的，和水相不直接接觸，因此對(duì)親酯性有機(jī)污染物富集速率相當(dāng)慢，需要平衡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；此外該器件還存在不能凈化、酯容易泄露等不利因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于制備一種用于富集水體中有機(jī)有毒微污染物和凈化水的生物類酯/聚醋酸纖維素復(fù)合膜材料制備方法。本發(fā)明工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，制備方便，易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的又一目的在于提供上述復(fù)合材料膜在水環(huán)境中有機(jī)污染物的預(yù)富集和去除的應(yīng)用。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述復(fù)合材料膜的再生方法。