[發明專利]一種用于處理含重金屬廢水的單寧酸-Zr(IV)雜化膜的制備方法

有效

• 申請號: 202210410150.4
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114797508B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 邱慧;倪文翔;張加康;方昊;陳凱;陳鑫若
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學;南京信息工程大學南通研究院
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/56;B01D71/34;B01D71/10;B01D67/00;C02F1/44;C02F101/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳國強

本發明提供了一種用于處理含重金屬廢水的單寧酸?Zr(IV)雜化膜的制備方法，方法步驟如下：將粉末狀電容炭分散在去離子水中，超聲使其分散均勻，得到電容炭水分散液；將一定配比的Zr(IV)溶液和單寧酸溶液混合于1M的NaCl水溶液中，并調節pH至7?9，得到單寧酸?Zr(IV)混合溶液；量取一定量的電容炭水分散液和單寧酸?Zr(IV)混合溶液，利用渦旋混勻儀使兩種溶液在渦流下混合均勻，真空抽濾至親水性高分子微濾膜表面，得到單寧酸?Zr(IV)雜化膜。本發明材料來源廣泛，制備方法簡單，成本低，且本方法制得的單寧酸?Zr(IV)雜化膜可以在共存陽離子Ca(II)的競爭下對Pb(II)進行選擇性吸附，具有非常高的分配系數，遠遠超過了商用離子交換樹脂。并同時具有優越的吸附性能。

技術領域

本發明涉及分離膜制備領域，具體涉及一種用于處理含重金屬廢水的單寧酸-Zr(IV)雜化膜的制備方法。

背景技術

傳統的去除水中重金屬的方法(化學沉淀法、電滲析法、離子交換法)由于實施成本高而面臨經濟或環境限制，且往往需要額外的工序來消除二次產物，同時還要有特定的操作條件來確保凈化效率。而膜分離技術作為一種新型高效的水處理技術，具有分離效率高、無二次污染和占地面積小等多種優點，因而被廣泛應用于工業廢水、印染廢水和生活污水等處理領域。然而，一般水處理用高分子微濾膜基于孔徑篩分效應，其往往對有毒重金屬等離子型污染物不具有選擇性分離的效果；而具有典型分離重金屬離子污染物能力的反滲透膜在運行過程中往往也存在膜污染、運行成本過高和能耗高等問題。因此，有必要研發一種新型水處理膜材料，使其在高通量運行的同時實現水中的重金屬離子的高效分離，這對解決水資源污染問題具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于處理含重金屬廢水的單寧酸-Zr(IV)雜化膜的制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于處理含重金屬廢水的單寧酸-Zr(IV)雜化膜的制備方法，方法步驟如下：

步驟S1、將電容炭粉末分散在去離子水中，超聲使其分散均勻，得到電容炭水分散液；

步驟S2、將一定配比的Zr(IV)溶液和單寧酸溶液混合于1M的NaCl水溶液中，并調節pH至7-9，得到單寧酸-Zr(IV)混合溶液；

步驟S3、量取一定量的電容炭水分散液和單寧酸-Zr(IV)混合溶液，利用渦旋混勻儀使兩種溶液在渦流下混合均勻；

步驟S4、將混合均勻的溶液真空抽濾至親水性高分子微濾膜表面，得到單寧酸-Zr(IV)雜化膜。

進一步的，步驟S1中，電容炭水分散液的濃度為0.5g/L。

進一步的，步驟S1中，超聲的頻率為120Hz，時間為120min。

進一步的，步驟S2中的單寧酸-Zr(IV)混合溶液，單寧酸和Zr(IV)的摩爾比例為1：2～2：3。

進一步的，單寧酸的摩爾濃度為1～3mmol/L，Zr(IV)的摩爾濃度為2～5mmol/L。

進一步的，步驟S3中，渦旋混勻儀的轉速為1200rpm，時間為30min。

進一步的，步驟S4中，親水性高分子微濾膜為混合纖維素膜、聚醚砜膜、聚偏氟乙烯膜、聚酰胺膜中的一種或幾種混合物，親水性高分子微濾膜的基底膜平均孔徑為0.22～0.45μm。

進一步的，步驟S4中，混合溶液的用量為每平方米微濾膜中的雜化膜質量為13～16g。

本發明還提出一種單寧酸-Zr(IV)雜化膜，該雜化膜采用上述提及的制備方法制得，制得的單寧酸-Zr(IV)雜化膜中電容炭含量為50wt％～90wt％，可明顯改善雜化膜的水通量。