[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚吡咯-鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010987217.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112246108B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李仁杰;饒林華;林紅軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D67/00
• 分類(lèi)號(hào): B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/26;B01D71/34;B01D71/48;B01D71/68;C02F1/40;C02F1/465
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 王敏

本發(fā)明屬于聚合物分離膜的制備領(lǐng)域，具體涉及一種聚吡咯?鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)氣相聚合將聚吡咯涂覆在有機(jī)膜上，然后將其浸漬于硝酸銀溶液中，利用聚吡咯分子上富含的胺基來(lái)吸附銀離子，隨后將吸附銀離子的有機(jī)膜浸入到一鍋化學(xué)鍍?cè)∫褐校ㄟ^(guò)化學(xué)還原，在有機(jī)膜表面原位生成單質(zhì)鎳，以最終制得聚吡咯?鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜。且在外加電場(chǎng)下，所述聚吡咯?鎳(PPy?Ni)導(dǎo)電復(fù)合分離膜可以作為陰極對(duì)含油廢水進(jìn)行電浮選，通過(guò)后續(xù)膜分離即可實(shí)現(xiàn)對(duì)含油廢水的高效分離。本發(fā)明將電浮選技術(shù)和膜分離技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用，具有操作簡(jiǎn)單、分離效率高、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，在含油廢水處理的應(yīng)用方面具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物分離膜的制備領(lǐng)域，具體涉及一種聚吡咯-鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜及其制備方法，以及所述復(fù)合分離膜在含油廢水處理中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是利用分離膜的選擇透過(guò)功能，在外界能量或化學(xué)位差形成的推動(dòng)力作用下，實(shí)現(xiàn)混合物中不同組分的分離、濃縮、純化等過(guò)程。膜分離技術(shù)由于其過(guò)程簡(jiǎn)單易控、能耗低、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，使得膜技術(shù)近幾十年來(lái)飛速發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理、食品、醫(yī)藥、生物能源等多個(gè)領(lǐng)域，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，已經(jīng)成為最重要的分離方法之一。

此外，電浮選技術(shù)因其占地體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、與其他常規(guī)浮選設(shè)備相比，維護(hù)運(yùn)行成本低，被選為石油工業(yè)大型選礦和油水分離的處理方法。它依靠電極表面電解水形成氣泡，通過(guò)氣浮作用將油滴浮選到液體表面，最終促進(jìn)油和水的分離。

雖然膜分離技術(shù)和電浮選技術(shù)在處理含油廢水領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用潛力，但其存在各自的缺陷，限制了它們進(jìn)一步的發(fā)展。例如，電浮選技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)油水乳液的最終分離，需進(jìn)一步后續(xù)處理；膜分離技術(shù)在處理表面活性劑穩(wěn)定的油水乳液時(shí)，必須要調(diào)整膜孔的大小，犧牲巨大的膜通量。相對(duì)而言，將電浮選技術(shù)和膜分離技術(shù)聯(lián)用可以同時(shí)克服兩者各自的缺陷，對(duì)含油廢水具有高效的分離效果。然而，目前尚沒(méi)有關(guān)于將電浮選技術(shù)和膜分離技術(shù)聯(lián)用，用于處理含油廢水的相關(guān)報(bào)道。

因此，研發(fā)一種具有電浮選功能的親水性導(dǎo)電分離膜具有重要的應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)意義，其是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種聚吡咯-鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜及其制備方法。通過(guò)該方法制備的聚吡咯-鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜能在電場(chǎng)輔助下，通過(guò)電浮選作用高效處理含油廢水。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種聚吡咯-鎳導(dǎo)電復(fù)合分離膜的制備方法，所述方法具體包括如下步驟：

(1)將潔凈的聚合物基底膜浸泡在三價(jià)鐵鹽溶液中，隨后晾干得到三價(jià)鐵附著的有機(jī)膜，備用；

(2)將步驟(1)晾干后的有機(jī)膜放置于含有吡咯的容器中，水浴加熱進(jìn)行氣相聚合反應(yīng)，得到聚吡咯膜，隨后取出、沖洗干凈，備用；

(3)將步驟(2)制備的聚吡咯膜置于AgNO₃溶液中浸泡，得到吸附銀離子的PPy-Ag膜；

(4)將步驟(3)制備的PPy-Ag膜放入一鍋化學(xué)鍍?cè)∫褐校ㄟ^(guò)化學(xué)還原在PPy膜上生成金屬鎳涂層，最終得到所述聚吡咯-鎳導(dǎo)電復(fù)合膜。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明通過(guò)氣相聚合將聚吡咯涂覆在有機(jī)膜上，然后將其浸漬于硝酸銀溶液中，利用聚吡咯分子上富含的胺基來(lái)吸附銀離子，隨后將吸附銀離子的濾布浸入到一鍋化學(xué)鍍?cè)∫褐校ㄟ^(guò)化學(xué)還原，在有機(jī)膜表面原位生成單質(zhì)鎳，從而最終制備聚吡咯-鎳(PPy-Ni)導(dǎo)電復(fù)合分離膜。

進(jìn)一步的，鎳表面改性膜由于其良好的親水性、出色的導(dǎo)電性能和優(yōu)異的抗污染性能，受到了許多學(xué)者的廣泛研究，具體如下：