[發(fā)明專利]一種吸附廢水中重金屬鎳離子的納米纖維膜的制備方法

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• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109107549A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 舒黎幼;邵明
• 申請（專利權）人: 蘇州佰銳生物科技有限公司
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/28;B01J20/20;C02F1/28;C02F101/20
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本發(fā)明涉及一種吸附廢水中重金屬鎳離子的納米纖維膜的制備方法，步驟包括：(1)納米纖維膜的制備；（2）利用納米纖維膜從廢水中吸附鎳離子，吸附后鎳離子的洗脫；（3）測試吸附前后，鎳離子的吸附量。該方法簡單、高效，適用于快速去除廢水中的重金屬鎳離子。

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境化學的應用領域，特別涉及廢水中重金屬離子的去除方法。

背景技術

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬離子污染已經嚴重影響到人類社會生存和發(fā)展而成為世界關注的熱點問題。環(huán)境中的鎳離子很容易通過食物鏈進入人體中，會對人體健康造成嚴重的威脅，會引起頭痛、呼吸困難、引起血管內溶血、損傷神經系統(tǒng)，基于這些危害，人們已經研究了很多種辦法來治理鎳離子廢液。人們己經研究出了多種方式來去除鎳離子，比如沉淀法、膜過濾、離子交換、電解法及吸附法，其中，吸附法是人們最常用的方法，這種方法操作簡練，耗能少，費用低，最重要的是去除率高。吸附材料中的納米材料具備很多吸附優(yōu)勢，因此備受青睞。納米纖維膜是一種納米規(guī)格的材料，因其工藝簡單、吸附性能好、便于分離的優(yōu)點，而被廣泛應用。

氧化石墨烯作為一種石墨烯的衍生物含有大量的吸附官能團，被迅速地廣泛應用于很多領域，在環(huán)境領域被學者高度重視，它是一種單原子層結構，具有高表面積，表面含有大量的羥基、羧基、環(huán)氧基等基團，而且均暴露于表面，制作成本低，水溶性好，可以與重金屬發(fā)生螯合作用。氧化石墨烯在處理完金屬離子后，很難被分離出來再利用，因此，找一種物質作為載體是一種很好的解決方法。靜電紡技術可以實現(xiàn)有機與無機的復合，使纖維膜兼具有機與無機的優(yōu)點，而且生產的靜電紡纖維膜比表面積大，孔隙率高，為吸附提供了良好的物理結構。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種去除廢水中重金屬鎳離子的方法，該方法以聚丙烯腈/氧化石墨烯復合納米纖維膜作為吸附劑，采用靜態(tài)吸附的方法，耗時較少，能夠快速、高劑量的從廢水中吸附重金屬鎳離子；本發(fā)明所使用的原材料價格低廉，所制得的復合納米纖維膜具有較高的表面積，吸附能力強，具有后續(xù)相關應用的潛力。

本發(fā)明的一種吸附廢水中重金屬鎳離子的納米纖維膜的制備方法，包括：

（1） 稱量一定量的聚丙烯腈（PAN）粉末，溶解到含有氧化石墨烯（GO）的DMF溶液中，室溫下攪拌30~50小時，得到均一、透明含有GO的PAN紡絲溶液。在室溫下，將配好的混合紡絲液置于一次性注射器中，將帶有針頭的注射器固定于靜電紡絲裝備的供給系統(tǒng)上，進行紡絲，制備得到GO/PAN的復合納米纖維膜。

（2）將一定量的步驟（1）中制備的復合納米纖維膜加入到一定濃度的含鎳廢水中，在室溫及一定pH值的條件下，反應一定時間，測試吸附前后鎳離子的濃度，計算吸附量。

所述步驟（1）中PAN質量濃度為5-10 wt.%。

所述步驟（1）中GO質量為2-8 wt.%。

所述步驟（1）中紡絲電壓為10-20 KV。

所述步驟（1）中噴出流速0.5-2.0 mL/h。

所述步驟（2）中鎳離子溶液濃度為20~500 mg/L。

所述步驟（2）中溶液的pH值為3~10。

所述步驟（2）中溶液的反應時間為2~5 h。

有益效果

（1）本發(fā)明制備的復合納米纖維膜，操作簡單，易于工業(yè)放大；

（2）本發(fā)明制備的復合納米纖維膜具有較大的比表面積和較好的吸附性能，能夠快速、高劑量的從廢水中吸附重金屬鎳離子；

附圖說明

圖1 為納米纖維膜對鎳離子的吸附量。