[發明專利]一種高鹽高重金屬廢水深度處理用復合膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202110514249.4
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113274894A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 劉海波;曹幼松
• 申請（專利權）人: 江蘇綠境生態環境科技股份有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/28;C02F1/44;C02F101/20
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開一種高鹽高重金屬廢水深度處理用復合膜，復合膜包括由二硫化二苯并噻唑和摻雜稀土金屬的改性納米TiO₂經界面聚合而成。本發明提供的高鹽高重金屬廢水深度處理用復合膜具有良好的重金屬粒子吸附性，截留效果和耐酸堿性，通過將二硫化二苯并噻唑共混到聚偏氟乙烯中，可以提高對重金屬離子的吸附能力，改性納米TiO₂中摻雜稀土金屬可抑制TiO₂粒子的長大，有效改善膜層粒子的大小和形貌，具有更高的截留率，并且能有效提高膜層的的耐酸堿性能；通過界面聚合，稀土金屬摻雜的TiO₂膜層與基膜中的基團發生反應后以化學鍵牢固地與基膜結合在一起，確保復合膜的穩定性和分離體系的安全性與純度，延長復合膜的使用壽命。

技術領域

本發明涉及膜制備技術領域，特別涉及一種高鹽高重金屬廢水深度處理用復合膜及其制備方法。

背景技術

隨著經濟發展和人民生活水平的提高，電鍍產品的需求與日劇增，而高鹽高重金屬廢水中含有大量的重金屬等污染物質，如果不加以處理，任意排放，勢必對環境及人類產生嚴重危害，因此，研究高鹽高重金屬廢水的處理是一個熱點問題。膜分離技術由于兼具分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等優點，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。膜分離技s術中所用的膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個部分，使其中的一種或幾種物質能夠透過該膜，而將其它物質分離出來。高效、節能、環保、分子級過濾、過濾過程簡單、易于控制的膜分離技術已被公認為21是世紀最重大產業技術之一，是一種新興的綠色工業科技；現有的無機膜孔徑小、水通量小且親水性不高，有機膜濾膜耐污染性和抗結垢性較差，并且無法對未經過預處理的高鹽高重金屬廢水中的重金屬進行有效去除。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供一種高鹽高重金屬廢水深度處理用復合膜及其制備方法，解決了現有濾膜鹽截留率和通量較低，無法對未經過預處理的高鹽高重金屬廢水中的重金屬進行有效去除，從而導致高鹽高重金屬廢水預處理而造成二次污染等問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種高鹽高重金屬廢水深度處理用復合膜，關鍵在于：所述復合膜包括由改性聚偏氟乙烯基膜和改性納米TiO₂經界面聚合而成；

所述改性納米TiO₂為摻雜稀土金屬的納米TiO2，其中稀土金屬的摻雜量為0.5-4%wt；

所述改性聚偏氟乙烯基膜由質量比為（0.5-6）：100的二硫化二苯并噻唑和聚偏氟乙烯共混而成。

優選的，所述稀土金屬為La、Ce。

優選的，所述改性聚偏氟乙烯基膜采用以下方法獲得：分別將二甲基乙酰胺、聚乙二醇和吐溫80投入反應釜中，高速攪拌后，加入聚偏氟乙烯和二硫化二苯并噻唑，在60-90℃下攪拌1-3h，在40℃下靜置脫泡處理12-20h，得到鑄膜液，將鑄膜液在玻璃板上制膜，得到所述改性聚偏氟乙烯基膜。

優選的，所述二甲基乙酰胺、聚乙二醇和吐溫80的體積比為（75-85）：（8-20）：1；所述鑄膜液中聚偏氟乙烯的質量分數為10-18%wt。

優選的，所述制膜工藝具體為：將鑄膜液在玻璃板上刮膜，經過預揮發5-25s后，將覆膜的玻璃板浸入蒸餾水，在60-90℃下進行凝固浴，脫膜，對膜表面進行清洗并置于去離子水中浸泡24h，烘干。

優選的，改性納米TiO₂采用以下方法獲得：將稀土金屬鹽投入質量分數為0.5-2%wt的聚乙二醇/硫酸氧鈦溶液中，攪拌均勻，然后在25℃下，攪拌滴加草酸銨溶液，草酸銨與硫酸氧鈦的摩爾比為（1-1.5）：1，反應1-3h，調節PH值至中性，再升溫至70-90℃，繼續攪拌反應1-3h，得到草酸鈦溶膠，將草酸鈦溶膠蒸干、煅燒，得到所述改性納米TiO₂。

優選的，所述稀土金屬鹽為硝酸鑭、硝酸鈰。