[發明專利]一種具有導電性的復合分離膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110377779.9
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113171688B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 申利國;林紅軍;劉瑩;曾千千;鄧穎;景樂
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D69/02;C02F1/44;C02F1/48;C02F103/30
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發明涉及一種具有導電性的復合分離膜及其制備方法，包括以下步驟：提供覆有銀納米顆粒的聚合物膜，將所述覆有銀納米顆粒的聚合物膜浸入鈷鎳還原性溶液中進行化學沉積，即制備得到所述復合分離膜；所述鈷鎳還原性溶液包括鈷鹽、鎳鹽和還原劑。本發明通過對聚合物分離膜進行改性，使得改性后的膜在過濾剛果紅，亞甲基藍和羅丹明時，可結合外部電場阻止染料分子粘附或穿過分離膜，顯著改善分離膜的染料排斥和抗污能力，并且具有極高的水通量。

技術領域

本發明涉及聚合物分離膜表面改性技術領域，具體涉及一種具有導電性的復合分離膜及其制備方法。

背景技術

當今社會，水資源匱乏是一大難題。在紡織和印染工業中，會產生大量高色度的廢水，從而造成嚴重的環境污染。許多染料在自然界中是有毒的，很難被生物降解，這些染料廢水的排放對生態系統和人類健康造成一系列損害。紡織廢水污染在水污染處理行業十分棘手。

與其它技術相比，膜分離在處理廢水中具有獨特優勢，由于其工藝簡單，生產效率高，易于應用于廢水處理。通過膜技術處理紡織品和印染廢水，同時具有高染料截留，通量和防污能力的膜是大規模實際應用中的主要要求。由于大多數工業染料的分子量(MW)低于1000Da，因此一般認為，納米過濾(NF)的截留分子量(MWCO)200-1000Da的膜是最適合抑制各種染料的。NF膜的復雜合成過程及較低的通量是它的致命缺陷。與NF膜不同的是，常規的超濾膜相對便宜并且具有高通量，但是它們不能有效地排斥染料分子。近年來，使用導電膜和外部電場結合的措施引起了廣泛關注。

在本專利申請發明人在以前的工作中發現結合外部電場阻止染料分子粘附或穿過導電膜可以同時改善導電膜的染料排斥和防污能力，且通量遠遠超過了研究報道中的大部分納濾膜，高達189.7±4.2L m^-2h^-1bar^-1。雖然該膜的開發是膜分離截留染料領域中的不小突破，但是仍有可提高的空間。保留膜的高截留率、低成本的同時，擁有更高通量的導電膜是我們孜孜以求的目標。因此，研發具有更高通量的導電性分離膜具有重要的應用價值和學術意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有導電性的復合分離膜及其制備方法，通過對聚合物分離膜進行改性，使得改性后的膜在過濾剛果紅，亞甲基藍和羅丹明時，可結合外部電場阻止染料分子粘附或穿過分離膜，顯著改善分離膜的染料排斥和抗污能力，并且具有極高的水通量。

為此，第一方面，本發明提供一種具有導電性的復合分離膜的制備方法，包括以下步驟：

提供覆有銀納米顆粒的聚合物膜，將所述覆有銀納米顆粒的聚合物膜浸入鈷鎳還原性溶液中進行化學沉積，即制備得到所述復合分離膜；所述鈷鎳還原性溶液包括鈷鹽、鎳鹽和還原劑。

進一步，所述覆有銀納米顆粒的聚合物膜按照以下步驟制備：配制包含銀離子、乙二醇、氫氧化鈉的混合溶液，將聚合物膜浸入所述混合溶液，制備得到所述覆有銀納米顆粒的聚合物膜。

根據本發明的技術方案，將聚合物膜浸入所述混合物溶液后，聚合物膜的顏色逐漸變為棕色，這表明銀離子已經被還原為銀納米顆粒。

進一步，所述混合溶液以乙二醇為溶劑，所述銀離子的濃度為0.7-1g/L，所述氫氧化鈉的濃度為30-40g/L。

進一步，所述聚合物膜浸入所述混合溶液的時間為1-3min。

進一步，將所述覆有銀納米顆粒的聚合物膜浸入鈷鎳還原性溶液之前還包括以下步驟：將所述覆有銀納米顆粒的聚合物膜用去離子水洗滌后干燥。