[發明專利]一種同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料及其制備方法有效
| 申請號： | 202210975867.3 | 申請日： | 2022-08-15 |
| 公開（公告）號： | CN115318111B | 公開（公告）日： | 2023-07-21 |
| 發明（設計）人： | 趙昕;張煒銘;汪林;吳有庭;陳晨;呂振華 | 申請（專利權）人： | 南京大學;江蘇南大環保科技有限公司 |
| 主分類號： | B01D67/00 | 分類號： | B01D67/00;B01D61/14;B01D69/02;B01D69/12;B01J20/06;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/44;C02F1/28;C02F101/10;C02F101/14;C02F101/20;C02F101/22;C02F10 |
| 代理公司： | 江蘇瑞途律師事務所 32346 | 代理人： | 郭靜 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 同時 去除 水中 大分子 污染物 離子 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，包括以下步驟：
S10、對超濾膜進行化學修飾，使得超濾膜帶有電荷；
S20、將帶有電荷的超濾膜與金屬氧化物前驅體溶液接觸，使得金屬氧化物前驅體負載到所述超濾膜上，得到負載金屬氧化物前驅體的超濾膜，其中超濾膜帶有的電荷與金屬氧化物前驅體的電荷相反；
S30、將上述負載金屬氧化物前驅體的超濾膜浸入多巴胺堿性溶液中，使前驅體原位轉化為金屬氧化物納米顆粒，并且在膜表面形成多巴胺包覆層，得到能夠同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的納米復合超濾膜材料。
2.根據權利要求1所述的同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，其特征在于：步驟S10中，所述化學修飾包括對超濾膜進行季銨化修飾或磺化修飾，其中對超濾膜進行季銨化修飾，使得超濾膜帶有正電荷；對超濾膜進行磺化修飾，使得超濾膜帶有負電荷。
3.根據權利要求1所述的同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，其特征在于：步驟S20中，所述金屬氧化物前驅體溶液包括水合氧化鋯前驅體溶液或水合氧化鐵前驅體溶液，其中所述水合氧化鋯前驅體溶液中的前驅體為帶正電荷的鋯離子，所述水合氧化鐵前驅體溶液中的前驅體為帶負電荷的氯化鐵絡陰離子FeCl4-。
4.根據權利要求3所述的同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，其特征在于：步驟S20中，將帶有正電荷的超濾膜與水合氧化鐵前驅體溶液接觸；或者，將帶有負電荷的超濾膜與水合氧化鋯前驅體溶液接觸。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，其特征在于：步驟S30中，所述多巴胺堿性溶液為濃度1～2g/L的多巴胺Tris/HCl緩沖溶液，pH?8～9。
6.根據權利要求1所述的同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，其特征在于：具體制備步驟為：
S10、將超濾膜放入濃硫酸中，在70±5℃下磺化處理4～6h，得到帶有負電荷的磺化膜；
S20、將帶有負電荷的磺化膜浸入濃度不小于30mM的水合氧化鋯前驅體溶液，即八水合氧氯化鋯溶液中，在35±5℃下攪拌20h以上，得到負載氧化鋯前驅體的超濾膜；
S30、將負載氧化鋯前驅體的超濾膜加入1.0～2.0g/L多巴胺Tris/HCl緩沖溶液，pH?8～9，在有氧環境下于室溫反應20h以上，然后在50～70℃烘干處理2h以上，得到納米復合超濾膜材料MS-HZO。
7.根據權利要求1所述的同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料的制備方法，其特征在于：具體制備步驟為：
S10、將超濾膜加入氯甲基苯乙烯和四氫呋喃的混合液中，加入過氧化苯甲酰作為引發劑，在氮氣保護下于65℃反應4h以上；而后用三氯甲烷進行洗滌，放入三甲胺水溶液中進行季銨化反應7h以上，得到帶有正電荷的季銨化膜；
S20、將帶有正電荷的季銨化膜浸入濃度不小于30mM的水合氧化鐵前驅體溶液，即FeCl3-HCl混合溶液中，在35±5℃下攪拌20h以上，得到負載氧化鐵前驅體的超濾膜；
S30、將負載氧化鐵前驅體的超濾膜加入1.0～2.0g/L多巴胺Tris/HCl緩沖溶液，pH?8～9，在有氧環境下于室溫反應20h以上，然后在50～70℃烘干處理2h以上，得到納米復合超濾膜材料MQ-HFO。
8.一種同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料，其特征在于：采用根據權利要求1-7中任一項所述的制備方法制備得到，其中所述材料的金屬氧化物納米顆粒負載量不小于1.0％wt。
9.一種同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料，其特征在于：采用根據權利要求1-7中任一項所述的制備方法制備得到，其中所述材料能夠用于同時去除廢水水體中的大分子污染物和離子污染物。
10.根據權利要求9所述的一種同時去除廢水中大分子污染物和離子污染物的材料，其特征在于：所述大分子污染物包括分子量5kDa以上的蛋白質、腐植酸，所述離子污染物包括銅、鉛、鎘重金屬陽離子以及鉻酸根、磷酸根、氟無機陰離子。
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