[發明專利]一種基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜及其制備和應用

有效

• 申請號: 202010547095.4
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111574735B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 石慧;莊旭;羅旭彪;習羽;姚金金;邵鵬輝;喻愷;楊利明
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08L27/16;B01D69/12;B01D71/34;C02F1/44;C02F101/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種基于聚偏氟乙烯的聚3,4?乙烯二氧噻吩?聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜及其制備和應用，屬于廢水處理技術領域。本發明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4?乙烯二氧噻吩?聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆載于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4?乙烯二氧噻吩?聚苯乙烯磺酸鹽；所述聚偏氟乙烯與聚3,4?乙烯二氧噻吩?聚苯乙烯磺酸鹽的質量比為(9.5～10.8):1。本發明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4?乙烯二氧噻吩?聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜中，聚3,4?乙烯二氧噻吩?聚苯乙烯磺酸鹽中含有的噻吩硫基團能夠在復合膜表面還原重金屬離子為金屬單質，實現重金屬離子的去除，在廢水處理領域中具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，尤其涉及一種基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜及其制備和應用。

背景技術

現存的含重金屬的廢水處理方法主要有：化學法、物理處理法和生物處理法。其中，化學法主要包括化學沉淀法和電解法，主要適用于含較高濃度重金屬離子廢水的處理；化學沉淀法是通過化學反應使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶于水的重金屬化合物，通過過濾和分離使沉淀物從水溶液中去除，這種方法的缺點是處理工藝較復雜，容易產生二次污染；電解法是利用金屬的電化學性質，金屬離子在電解時能夠從相對高濃度的溶液中分離出來，然后加以利用；電解法主要用于電鍍廢水的處理，這種方法的缺點是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以，電解法不適于處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。

物理處理法主要包含溶劑萃取法、離子交換法、膜分離技術及吸附法；溶劑萃取法需要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在，該方法存在局限性，不能廣泛推廣；離子交換法是重金屬離子與離子交換劑進行交換，達到去除廢水中重金屬離子的方法，該方法中的離子交換基易氧化失效，再生頻繁，操作費用高；膜分離技術是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變溶液中化學形態的基礎上，將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法，這種方法的缺點是電極極化、膜易結垢和腐蝕等；吸附法主要利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子，吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇，傳統吸附劑是活性炭，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，價格貴，應用受到限制。

生物處理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修復等方法；生物吸附法是指生物體借助化學作用吸附金屬離子的方法，該方法的不足是吸附容量易受環境因素的影響，重金屬廢水含有的多種有害重金屬影響微生物的作用，限制應用等；生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法，缺點是微生物的特性易受環境影響；植物修復法指利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法，該方法的不足是工程量較大，經濟效益較低。

因此，開發能夠處理金屬離子濃度較低的污水且工程量較低的新型重金屬廢水處理的材料具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜及其制備和應用，所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜具有較好的重金屬離子選擇性，能夠達到選擇性分離并去除重金屬離子的目的。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆載于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽；所述聚偏氟乙烯與聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽的質量比為(9.5～10.8):1。

本發明提供了上述技術方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽復合薄膜的制備方法，包括以下步驟：