[發明專利]一種重金屬和染料雙重吸附的超濾膜及其制法

有效

• 申請號: 202110488415.8
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113117532B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 何月香;何爐忠
• 申請（專利權）人: 貝源新材料科技（廣東）有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D61/14;C02F1/44;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發明公開了一種重金屬和染料雙重吸附的超濾膜及其制法，包括制備聚多巴胺修飾指狀孔聚醚砜膜、制備脫氣聚合物溶液和制備重金屬和染料雙重吸附超濾膜3個步驟，本發明通過其上表面的β?環糊精交聯石墨烯和聚氧乙烯基?聚酰胺嵌段共聚物對染料進行吸附，主要通過靜電作用和π?π相互作用來吸附染料，當混有重金屬和染料的水溶液通過上表面的薄膜時，染料和重金屬都會被吸附在上表面的薄膜上，當染料覆蓋了靜電吸附位點后，薄膜依舊可以通過π?π相互作用來吸附染料，但是對重金屬的吸附會大大下降，部分重金屬會穿過薄膜，由于聚醚砜的內部指狀孔中涂覆有一層聚多巴胺，到達聚醚砜內部的重金屬會被聚多巴胺中的鄰苯二酚基團通過靜電作用吸附。

技術領域

本發明涉及超濾膜制備技術領域，具體涉及一種重金屬和染料雙重吸附的超濾膜及其制法。

背景技術

目前水體的重金屬污染、有機染料污染等日益嚴重，如何有效去除水中重金屬離子、有機染料等污染物，是亟待解決的問題。因此，無論是從保護環境還是從飲水健康的角度，制備一種重金屬和有機染料雙重吸附的超濾膜具有極其重要的意義。

專利文獻CN201510065770公開了一種聚醚砜/氧化石墨烯復合膜及其制備方法和應用，復合膜由以下重量百分數的原料采用浸沒沉淀相轉化法制得：聚醚砜90-99.99％、氧化石墨烯0.01～10％、成孔劑0.5％、二甲基甲酰胺30％。該發明中制備的聚醚砜/氧化石墨烯復合膜對工業廢水中的污染物有較好的吸附性，如重金屬鉛離子(II)，銅離子(II)以及有機染料甲基藍等，同時具有吸附容量大、吸附速度快等優點，從而達到工業廢水的凈化。但是，有機染料和重金屬離子會在膜的表面產生競爭吸附，吸附的染料會覆蓋膜上的活性位點，導致其對金屬的吸附能力下降。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種重金屬和染料雙重吸附的超濾膜及其制法，解決現有的膜不能同時吸附重金屬和染料的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種重金屬和染料雙重吸附超濾膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將多巴胺鹽酸鹽溶解在三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖溶液中，攪拌均勻，得到多巴胺溶液；

(2)通過逆過濾工藝將步驟(1)制備的多巴胺溶液連續流過指狀孔聚醚砜膜的底部，接收滲透的溶液，然后再次進行流動，逆過濾結束后進行清洗，得到聚多巴胺修飾指狀孔聚醚砜膜；

(3)將步驟(2)制備的聚多巴胺修飾指狀孔聚醚砜膜以60°角進行固定，然后將脫氣聚合物溶液滴加在其表面，經干燥后得到重金屬和染料雙重吸附超濾膜。

優選的，步驟(1)中，多巴胺鹽酸鹽的質量與三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖溶液的體積比為1g:9.5～10.5mL，三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖溶液的濃度為0.049-0.051mol/L。

優選的，步驟(2)中，逆過濾工藝的條件為：進料壓力為0.04～0.06Mpa，進料時間為8～10h，清洗條件為：在去離子水中進行清洗24～30h，每6h替換一次去離子水。

優選的，步驟(3)中，聚多巴胺修飾指狀孔聚醚砜膜與脫氣聚合物溶液的質量比為5:0.9～1.1；干燥條件為：先在室溫下干燥24～26h，然后在40±2℃下干燥24～26h。

優選的，所述脫氣聚合物溶液的制備方法，包括如下步驟：

(a1)將氧化石墨烯水溶液和β-環糊精水溶液混合均勻后進行反應，待反應結束后，經冷卻、過濾、洗滌、干燥，得到β-環糊精交聯石墨烯；

(a2)將β-環糊精交聯石墨烯和聚氧乙烯基-聚酰胺嵌段共聚物加入到乙醇/水的混合液中超聲分散均勻，在80±5℃下攪拌24～28h，然后在室溫下脫氣12～14h，脫氣完成后即得到脫氣聚合物溶液。