CN105088782A - 改进参数的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种改进参数的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：制备壳聚糖/明胶混合溶液体系，将混合溶液体系经过过滤、静置、脱泡等处理，涂覆在聚丙烯无纺布表面，再经过干燥、中和以及晾干等处理后，制得聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜。本发明制备的复合膜具有稳定的结构、良好的断裂强度、对重金属离子有一定的吸附作用，主要应用于废水处理领域。

Description

改进参数的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜的制备方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种聚丙烯基～壳聚糖/明胶复合膜的制备方法。

背景技术

聚丙烯无纺布(PPnon～wovenfabric)具有高强度、耐高温、耐老化、抗紫外线、无毒以及良好的化学稳定性等性能。作为一种过滤介质，聚丙烯无纺布已被广泛应用于废水处理。但是，聚丙烯无纺布亲水性差，作为膜组件用于废水处理时，污染比较严重，另外，聚丙烯无纺布对废水中的重金属离子起不到处理的目的。

壳聚糖作为迄今发现的第二大天然生物多糖甲壳素的脱乙酰化产物，具有很好的吸附性和成膜性，是一种无毒，无污染的可再生资源。作为膜吸附材料，壳聚糖膜表面含有的大量羟基和氨基能与阴、阳离子结合，从而达到吸附的目的。壳聚糖的结构式如下：

但是，纯壳聚糖膜成本相对较高，强度较差，这直接影响壳聚糖膜吸附过程的效率和经济性。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，旨在提出一种改进参数的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜的制备方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：一种改进参数的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：称取2g的壳聚糖粉末加入至99～95g质量分数为2％的乙酸水溶液中，充分搅拌1～8h，制得质量分数为1％～5％的壳聚糖溶液；加入30g的明胶至所述壳聚糖溶液中，在50～80℃的条件下，均匀搅拌30～80min，制得壳聚糖/明胶混合溶液体系；将所述混合溶液体系进行过滤、静置、脱泡处理后，涂覆在聚丙烯无纺布上，涂层厚度为0.5～10mm；将涂覆后的膜放入烘箱中，在50～70℃下干燥处理5～8min，取出后，用质量分数为2％的NaOH溶液中和，在室温下晾干，制得聚丙烯基～壳聚糖/明胶复合膜。

本发明通过选择具有良好生物相容性、亲水性以及吸附性的壳聚糖与具有良好生物相容性的明胶混合，制备壳聚糖/明胶混合溶液体系，将该混合溶液体系经过过滤、静置、脱泡等处理，涂覆在聚丙烯无纺布表面，再经过干燥、中和以及晾干等处理后，制得聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜。

本发明制备的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜具有稳定的结构、良好的断裂强度、对重金属离子有一定吸附作用的优点，主要应用于废水处理领域。

附图说明

图1为本发明以明胶用量为变量，测定的复合膜断裂强度随明胶用量变化而变化的曲线图。

图2为本发明以壳聚糖用量为变量，测定的复合膜对CrⅥ吸附量随壳聚糖用量变化而变化的曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。

实施例1

不同明胶用量对复合膜断裂强度的影响的实验：

称取2g的壳聚糖粉末加入至98g质量分数为2％的乙酸溶液中，充分搅拌3h，制备质量分数为2％的壳聚糖溶液；分别加入10g、20g、30g、50g的明胶至所述壳聚糖溶液中，在60℃的条件下，均匀搅拌50min，制备壳聚糖/明胶混合溶液体系；将所述混合溶液体系进行过滤、静置、脱泡等处理，涂覆在聚丙烯无纺布上，涂层厚度为2mm；将涂覆后的膜放入烘箱中，在70℃下干燥处理5min，取出后，用质量分数为2％的NaOH溶液中和30min，在室温条件下晾干，制得聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜。

将复合膜剪切为10cm×5cm的样品，采用国家标准(GB/4456–84)中的测定方法进行测量，测试各杂化膜的断裂强力(N/mm)。

由图1曲线可知，复合膜的断裂强力随着明胶的用量增加而明显提高，这是由于壳聚糖，明胶混合后，相互之间存在着较强的氢键作用，使得复合膜的强力增加。

实施例2

不同壳聚糖加入量对复合膜吸附CrⅥ性能的影响的实验：

分别称取1g、2g、3g、4g、5g的壳聚糖粉末加入至98g质量分数为2％的乙酸溶液中，充分搅拌3h，制备质量分数为1％、2％、3％、4％、5％的壳聚糖溶液；加入30g的明胶至所述壳聚糖溶液中，在60℃的条件下，均匀搅拌50min，制备壳聚糖/明胶混合溶液体系；将所述混合溶液体系进行过滤、静置、脱泡等处理，涂覆在聚丙烯无纺布上，涂层厚度为2mm；将涂覆后的膜放入烘箱中干燥处理5min，取出后，用质量分数为2％的NaOH溶液中和30min，在室温条件下晾干，制得复合膜。

向一系列50mL的锥形瓶中分别加入25mL浓度为1mg/L的标准CrⅥ溶液和0.1g的复合膜，在室温下振荡，反应时间为120min。采用分光光度法测定锥形瓶中剩余CrⅥ的含量。根据CrⅥ的初始浓度与平衡浓度之差计算CrⅥ的吸附量。CrⅥ的吸附量Q(mg/g)的公式如下：

$Q=\frac{(Co-Cf)\×V}{M}$

其中C_o和Cf分别代表初始浓度和平衡浓度(mg/L)，V代表溶液体积(L)，M代表吸附剂的使用量。

由图2曲线可知，复合膜对CrⅥ的吸附量随壳聚糖用量的增加而不断增大；当壳聚糖用量为3g时，复合膜对CrⅥ的吸附量为3.2mg/g；当壳聚糖的用量超过3g时，随着壳聚糖用量的增加，复合膜对CrⅥ的吸附量趋于平衡。这是因为随着壳聚糖用量的增加，复合膜表面的吸附基团增加，致使吸附能力的加强；当复合膜的用量增加到一定值时，复合膜表面的吸附基团与溶液中的CrⅥ之间的螯合作用达到动态平衡，继续增加用量后，复合膜对CrⅥ的吸附能力不再加强，趋于平衡。

Claims (1)

1.一种改进参数的聚丙烯基-壳聚糖/明胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：称取2g的壳聚糖粉末加入至99～95g质量分数为2％的乙酸水溶液中，充分搅拌1～8h，制得质量分数为1％～5％的壳聚糖溶液；加入30g的明胶至所述壳聚糖溶液中，在50～80℃的条件下，均匀搅拌30～80min，制得壳聚糖/明胶混合溶液体系；将所述混合溶液体系进行过滤、静置、脱泡处理后，涂覆在聚丙烯无纺布上，涂层厚度为0.5～10mm；将涂覆后的膜放入烘箱中，在50～70℃下干燥处理5～8min，取出后，用质量分数为2％的NaOH溶液中和，在室温下晾干，制得聚丙烯基～壳聚糖/明胶复合膜。