[發明專利]一種水處理用凹凸棒納米纖維膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201911048082.6
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110699849A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 姜娟;郭芳威;倪娜;趙曉峰;張輝
• 申請（專利權）人: 明光市銘垚凹凸棒產業科技有限公司
• 主分類號: D04H1/4309
• 分類號: D04H1/4309;D04H1/4326;D04H1/4382;B01D61/02;B01D71/02;B01D67/00;C02F1/44;D01F1/10;D01F6/50;D01F6/56;D01F6/94
• 代理公司: 31225 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一種水處理用凹凸棒納米纖維膜及其制備方法，凹凸棒土與去離子水混合均勻，加入水溶性助紡劑攪拌成具有可紡性的前驅體，然后采用靜電紡絲技術獲得含有高分子的納米纖維膜，再經干燥燒結即得具有一定強度的凹凸棒納米纖維膜。與現有技術相比，本發明采用靜電紡絲技術操作方便，成分及結構可控，所獲得的凹凸棒納米纖維膜具有極高的孔隙率，一定的機械強度、優良的超濾性能，并可在高溫、腐蝕性環境下使用。這種高通量超濾膜在海水及苦咸水淡化、飲用水制取、廢水處理和回收利用等方面有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及水處理材料領域，尤其是涉及一種水處理用凹凸棒納米纖維膜及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的迅猛發展，水資源遭到了嚴重的破壞，廢水具有成分復雜且濃度高、水量大、毒性大的特點，并且廢水可生化性差，難降解，直接威脅到人類的身體健康和生態環境的和諧。在水資源匱乏的今天，如何有效的去處水中的污染物，是全世界科學家亟待解決的問題。

凹凸棒石是一種層鏈狀含水富鎂鋁硅酸鹽黏土礦物，在自然界中具有儲備豐富和成本低等優勢，享有“萬土之王”的美稱。凹凸棒石顯微結構包括三個層次：基本結構單元為針狀棒晶，長約1μm，直徑10nm。棒晶緊密平行聚集成棒晶束。棒晶束間相互聚集形成的各種聚集體(粒徑在0.01～0.1mm)。獨特的結構賦予凹凸棒石巨大的比表面積(195-315m²/g)，并且凹凸棒石表面存在電荷不平衡現象，通過靜電作用或離子交換可吸附重金屬離子和有機污染物，是一種價廉高效的天然吸附劑，廣泛用于重金屬、有機污染物吸附處理。目前，研究工作者對凹凸棒在廢水處理方面應用做了大量的研究。據報道，凹凸棒石在去除重金屬離子[H.Cui,Y.Qian,Q.Li,et al.Fast removal of Hg(II)ions from aqueous solutionby amine-modified attapulgite[J].Applied Clay Science,2013,72:84-90.]、處理含油廢水[J.Yang,Y.C.Tang,J.Q.Xu,et al.Durable super hydropHobic/superoleopHilicepoxy/atapulgite nanocomposite coatings for oil/water separation[J].Surface&Coatings Technology,2015,272(25):285-290.]、處理含表面活性劑廢水以及印染廢水脫色[Y.Liu,W.B.Wang,Y.L.Jin,et al.Adsorption behavior of methylene blue fromaqueous solution by the hydrogel composites based on attapulgite[J].Separation Science and Technology,2011,46:5,858-868.]等方面均取得了較好的效果。

雖然國內外學者對天然凹凸棒石及其改性產品在污水處理中的應用及其作用機理、規律和影響因素進行了大量研究，但仍有問題亟待解決。研究中凹凸棒石普遍以粉末狀存在，難以將凹凸棒石與重金屬離子混合液過濾澄清，也不利于回收利用。如何克服粉末狀凹凸棒石在吸附后難以進行泥水分離的問題，李健以天然凹凸棒石為原料，通過簡單的懸浮液鑄膜法制備出凹凸棒基薄膜[J.Li,L.Yan,H.Y.Li,et al.A facile one-step spray-coating process for the fabrication of a superhydropHobic attapulgite coatedmesh for use in oil/water separation[J].RSC advances,2015,5(66):53802-53803.]，在含油廢水的油水分離方面具有優異性能。魏剛等人采用凹凸棒懸浮液吸附在陶瓷基體中，干燥焙燒制得凹凸棒土膜[CN103272489A]。陳大俊等人把凹凸棒土與水溶性聚合物共混攪拌得到共混懸浮液，將共混懸浮液置于模具中恒溫蒸發得到具有一定柔性的凹凸棒纖維膜。雖然解決了凹凸棒和水的分離問題，但是其截留率和水通量的大小與水處理中超濾膜的要求還存在一定的差距。