CN108970423B - 一种高效处理污水的分离膜及制备方法 - Google Patents

一种高效处理污水的分离膜及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108970423B
CN108970423B CN201810956370.0A CN201810956370A CN108970423B CN 108970423 B CN108970423 B CN 108970423B CN 201810956370 A CN201810956370 A CN 201810956370A CN 108970423 B CN108970423 B CN 108970423B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
polymethyl methacrylate
photocatalyst
separation membrane
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810956370.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108970423A (zh
Inventor
陶景聪
蔡杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinan Gaotou Energy Development Co.,Ltd.
Original Assignee
Laiwu Vocational and Technical College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laiwu Vocational and Technical College filed Critical Laiwu Vocational and Technical College
Priority to CN201810956370.0A priority Critical patent/CN108970423B/zh
Publication of CN108970423A publication Critical patent/CN108970423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108970423B publication Critical patent/CN108970423B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/48—Polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/10—Catalysts being present on the surface of the membrane or in the pores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10—Photocatalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明属于污水处理的技术领域，提供了一种高效处理污水的分离膜及制备方法。该方法通过将聚甲基丙烯酸甲酯制成中空短纤维，并负载光催化剂，然后与活化的碳纳米管通过浸渍提拉镀膜，制得高效处理污水的分离膜。与传统方法相比，本发明制备的分离膜，可同时对有机污染物和无机颗粒污染物进行处理，从而简化污水处理过程，而且碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯的相容性好，在复合膜中的分散性好。

Description

一种高效处理污水的分离膜及制备方法
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，提供了一种高效处理污水的分离膜及制备方法。
背景技术
随着城市建设进程的不断加快，由此带来的生活污水、工业废水等的排放量也呈一定的上升趋势，在这些污水中含有一定量的有害成分，对人们的健康有着不利的影响，因此污水处理技术在现代社会中具有极为重要的作用。
目前对于污水处理的技术主要有过滤、精馏、萃取、蒸发、重结晶、脱色、吸附等，相较而言，膜分离技术具有操作简便，设备紧凑，工作环境安全，节约能耗和化学试剂，无相变，无污染等特点，被认为是21世纪最有发展前途的高新技术之一。目前，膜分离技术已广泛应用于各行各业，尤其在水处理的领域，现已遍布生活污水、工业废水、生活饮用水等方面。
膜分离技术是在外力推动下，利用一种具有选择透过性能的特制薄膜作为选择障碍层，使混合物中某些组分易透过，其他组分难透过被截留，来达到分离、提纯、浓缩作用的技术。其工作原理为：一是根据混合物中组分质量、体积、大小和几何形态的不同，用过筛的方法将其分离；二是根据混合物不同化学性质进行分离，物质通过分离膜的速度取决于进入膜内的速度和进入膜表面扩散到膜另一表面的速度，其中溶解速度完全取决于被分离物与膜材料之间化学性质。对于新型污水处理分离膜的研究和应用成为近年来的研究热点，特别是将膜分离与光催化进行耦合的技术尤其受到关注。
中国发明专利申请号201110074207.X公开了一种用于污水处理的高效分离膜，该分离膜的组成成分及各组分的重量份数为：低密度聚乙烯15~25份，高密度聚乙烯20~30份，线性低密度聚乙烯12~18份，ZD添加剂2~4份，稀释剂0.5~1份，萃取剂0.5~1份，助剂0.5~1份，PVDF30~40份，可降解母粒0.2~0.8份。其中可降解母粒含有生物活性淀粉和/或复合降解调节剂。制备方法包括混料、预热温控、挤出、冷却成形、检膜、分切收卷步骤。存在的缺点是无法同时高效达到净化有机污染物和无机污染物的效果。
中国发明专利申请号200910010282.2公开了一种多孔陶瓷膜为载体的光催化复合陶瓷分离膜及其制备方法和应用。主要是以多孔陶瓷膜基体为载体，通过溶胶-凝胶技术制得羟基磷灰石溶胶和银-二氧化钛复合溶胶，载体膜先后经过二次溶胶-凝胶浸渍、干燥、焙烧，得到孔径为100~1900nm、孔隙率为20~55％的载银二氧化钛/羟基磷灰石光催化复合陶瓷分离膜。该发明具有生物吸附性和较高的光催化活性、膜渗透性，提高了复合膜分离、光催化降解与灭菌性能，去污杀菌效果显著。存在的缺点是对无机颗粒污染物无法有效取出，并且光催化剂的分散性差。
综上所述，现有技术中用于污水处理的分离膜技术，通常需要对无机颗粒污染物、有机污染物进行分批净化处理，过程较为繁琐，并且将光催化与膜分离耦合的技术中，普遍存在光催化剂在膜中分散性差，极易团聚的问题，导致污水处理效果不理想，因此开发可同时进行无机颗粒污染物和有机污染物净化处理的分离膜，并且提高光催化剂分散性，有着重要的意义。
发明内容
可见，现有技术污水处理分离膜在应用中，通常需要对无机颗粒污染物和有机污染物进行分次处理，过程繁琐，并且膜技术与光催化耦合的技术存在光催化剂分散性差、易团聚的缺点。针对这种情况，我们提出一种高效处理污水的分离膜及制备方法，可实现快速有效同时净化处理污水中有机污染物与无机颗粒污染物的目的，并且光催化剂分散均匀，污水处理效果好。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种高效处理污水的分离膜的制备方法，所述分离膜制备的具体步骤如下：
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为5~8%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为长度5~20mm的中空短纤维；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散10~20h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；
（3）将碳纳米管切断至长度0.2~0.5μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应2~4h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，干燥后将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜。
优选的，步骤（1）所述静电纺丝的纺丝电压为6~10kV，接收距离为15~20cm。
优选的，步骤（2）所述光催化剂纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米二氧化锆、纳米硫化镉中的至少一种。
优选的，步骤（2）所述各原料的重量份为，光催化剂10~15重量份、无水乙醇55~70重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维20~30重量份。
优选的，步骤（3）所述各原料的重量份为，碳纳米管6~12重量份、氨水5~10重量份、双氧水4~6重量份、去离子水72~85重量份。
优选的，步骤（4）所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钠、三硬脂酸甘油酯、乙撑双硬脂酰胺中的一种。
优选的，步骤（4）所述成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂中的一种。
优选的，步骤（4）所述分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维15~25重量份、表面活化的碳纳米管5~10重量份、分散剂1~2重量份、成膜剂2~4重量份、无水乙醇59~77重量份。
优选的，步骤（4）所述浸渍提拉的提拉速度为5~10cm/min，提拉次数为1~3次。
本发明通过将光催化剂纳米粒子负载于聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维上，将聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维与碳纳米管制成复合膜，该复合膜可同时对有机污染物和无机颗粒污染物进行处理，从而简化污水处理过程。根据相似相容原理，污水中的有机污染物易于与聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维接触，被负载的光催化剂催化降解，而无机颗粒污染物易于与碳纳米管接触而被选择性滤除。可根据污水中的污染物种类确定所选用的碳纳米管的直径，以及聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维的纺丝孔内径。
进一步的，通过对碳纳米管进行活化处理，增加其表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，使碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯具有良好相容性，有利于碳纳米管在复合膜中的均匀分散，防止团聚。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的高效处理污水的分离膜。所述分离膜是通过将聚甲基丙烯酸甲酯制成中空短纤维，并负载光催化剂，然后与活化的碳纳米管通过浸渍提拉镀膜而制得。
本发明提供了一种高效处理污水的分离膜及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明制备的分离膜，可同时对有机污染物和无机颗粒污染物进行处理，从而简化污水处理过程。
2.本发明制备的分离膜，碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯的相容性好，在复合膜中的分散性好。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为7%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为平均长度13mm的中空短纤维；静电纺丝的纺丝电压为7kV，接收距离为17cm；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散16h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；光催化剂纳米粒子为纳米二氧化钛；各原料的重量份为，光催化剂13重量份、无水乙醇63重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维24重量份；
（3）将碳纳米管切断至平均长度0.3μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应3h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；各原料的重量份为，碳纳米管8重量份、氨水7重量份、双氧水5重量份、去离子水80重量份；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜；分散剂为亚甲基双萘磺酸钠；成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂；浸渍提拉的提拉速度为7cm/min，提拉次数为2次；分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维19重量份、表面活化的碳纳米管7重量份、分散剂2重量份、成膜剂3重量份、无水乙醇69重量份。
实施例2
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为6%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为平均长度10mm的中空短纤维；静电纺丝的纺丝电压为7kV，接收距离为16cm；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散12h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；光催化剂纳米粒子为纳米氧化锌；各原料的重量份为，光催化剂11重量份、无水乙醇67重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维22重量份；
（3）将碳纳米管切断至平均长度0.3μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应2.5h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；各原料的重量份为，碳纳米管8重量份、氨水6重量份、双氧水4重量份、去离子水82重量份；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜；分散剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠；成膜剂为丁二烯树脂成膜剂；浸渍提拉的提拉速度为6cm/min，提拉次数为1次；分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维17重量份、表面活化的碳纳米管6重量份、分散剂1重量份、成膜剂3重量份、无水乙醇73重量份。
实施例3
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为7%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为平均长度18mm的中空短纤维；静电纺丝的纺丝电压为9kV，接收距离为19cm；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散18h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；光催化剂纳米粒子为纳米氧化锡；各原料的重量份为，光催化剂14重量份、无水乙醇59重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维27重量份；
（3）将碳纳米管切断至平均长度0.4μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应3.5h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；各原料的重量份为，碳纳米管11重量份、氨水9重量份、双氧水6重量份、去离子水74重量份；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜；分散剂为三硬脂酸甘油酯；成膜剂为聚氨酯成膜剂；浸渍提拉的提拉速度为8cm/min，提拉次数为3次；分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维22重量份、表面活化的碳纳米管9重量份、分散剂2重量份、成膜剂4重量份、无水乙醇63重量份。
实施例4
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为5%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为平均长度5mm的中空短纤维；静电纺丝的纺丝电压为6kV，接收距离为15cm；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散10h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；光催化剂纳米粒子为纳米二氧化锆；各原料的重量份为，光催化剂10重量份、无水乙醇70重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维20重量份；
（3）将碳纳米管切断至平均长度0.2μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应4h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；各原料的重量份为，碳纳米管6重量份、氨水5重量份、双氧水4重量份、去离子水85重量份；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜；分散剂为乙撑双硬脂酰胺；成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂；浸渍提拉的提拉速度为5cm/min，提拉次数为1次；分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维15重量份、表面活化的碳纳米管5重量份、分散剂1重量份、成膜剂2重量份、无水乙醇77重量份。
实施例5
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为8%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为平均长度20mm的中空短纤维；静电纺丝的纺丝电压为10kV，接收距离为20cm；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散20h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；光催化剂纳米粒子为纳米硫化镉；各原料的重量份为，光催化剂15重量份、无水乙醇55重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维30重量份；
（3）将碳纳米管切断至平均长度0.5μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应4h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；各原料的重量份为，碳纳米管12重量份、氨水10重量份、双氧水6重量份、去离子水72重量份；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜；分散剂为亚甲基双萘磺酸钠；成膜剂为丁二烯树脂成膜剂；浸渍提拉的提拉速度为10cm/min，提拉次数为3次；分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维25重量份、表面活化的碳纳米管10重量份、分散剂2重量份、成膜剂4重量份、无水乙醇59重量份。
实施例6
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为6%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为平均长度15mm的中空短纤维；静电纺丝的纺丝电压为8kV，接收距离为18cm；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散15h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；光催化剂纳米粒子为纳米二氧化钛；各原料的重量份为，光催化剂12重量份、无水乙醇63重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维25重量份；
（3）将碳纳米管切断至平均长度0.4μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应3h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基等活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；各原料的重量份为，碳纳米管9重量份、氨水8重量份、双氧水5重量份、去离子水78重量份；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜；分散剂为三硬脂酸甘油酯、乙撑双硬脂酰胺；成膜剂为聚氨酯成膜剂；浸渍提拉的提拉速度为8cm/min，提拉次数为2次；分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维20重量份、表面活化的碳纳米管8重量份、分散剂1重量份、成膜剂3重量份、无水乙醇68重量份。
对比例1
制备过程中，未添加光催化剂，其他制备条件与实施例6一致。
对比例2
制备过程中，未对纳米粒子进行活化处理，其他制备条件与实施例6一致。
性能测试：
（1）污水处理性能测试；在密闭暗箱中进行污水处理测试，安装本发明制得的分离膜，选用含有无机颗粒污染物和有机污染物的废水作为研究对象，在暗室内布置汞灯作为光源，磁力搅拌速度为80r/min，试验初采用BT-9300HT型激光粒度分析仪配合0.45μm滤膜与马弗炉灼烧称重测定无机颗粒污染物的含量，采用COD测试仪测定污水的COD含量，然后分别于0.5h、1h及3h时重复测定上述指标；
（2）光催化剂分布特征：取任意本发明制得的分离膜，采用SEM扫描电镜观察光催化剂的分布特征。
所得数据如表1所示。
表1：
Figure 857113DEST_PATH_IMAGE001

Claims (10)

1.一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于，所述分离膜制备的具体步骤如下：
（1）将聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲基甲酰胺中，制成质量浓度为5~8%的纺丝液，通过同轴静电纺丝制得聚甲基丙烯酸甲酯中空纤维，然后将中空纤维切断为长度5~20mm的中空短纤维；
（2）将光催化剂纳米粒子分散于无水乙醇中，加入聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维，超声分散10~20h，过滤、干燥，使纳米粒子吸附于中空纤维的内部及表面，制得负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维；
（3）将碳纳米管切断至长度0.2~0.5μm，然后分散于去离子水中，加入氨水和双氧水，反应2~4h，增加碳纳米管表面的羟基、氨基、羧基活性基团，过滤、干燥，制得表面活化的碳纳米管；
（4）将负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维、表面活化的碳纳米管、分散剂、成膜剂加入无水乙醇中，超声分散均匀，然后将基板置于分散液中，通过浸渍提拉镀膜在基板表面形成分散均匀的光催化剂/聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管复合薄膜，干燥后将薄膜取下，制得高效处理污水的分离膜。
2.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述静电纺丝的纺丝电压为6~10kV，接收距离为15~20cm。
3.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述光催化剂纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡、纳米二氧化锆、纳米硫化镉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述各原料的重量份为，光催化剂10~15重量份、无水乙醇55~70重量份、聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维20~30重量份。
5.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述各原料的重量份为，碳纳米管6~12重量份、氨水5~10重量份、双氧水4~6重量份、去离子水72~85重量份。
6.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钠、三硬脂酸甘油酯、乙撑双硬脂酰胺中的一种。
7.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂中的一种。
8.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述分散液中，负载光催化剂的聚甲基丙烯酸甲酯中空短纤维15~25重量份、表面活化的碳纳米管5~10重量份、分散剂1~2重量份、成膜剂2~4重量份、无水乙醇59~77重量份。
9.根据权利要求1所述一种高效处理污水的分离膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述浸渍提拉的提拉速度为5~10cm/min，提拉次数为1~3次。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的一种高效处理污水的分离膜。
CN201810956370.0A 2018-08-21 2018-08-21 一种高效处理污水的分离膜及制备方法 Active CN108970423B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810956370.0A CN108970423B (zh) 2018-08-21 2018-08-21 一种高效处理污水的分离膜及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810956370.0A CN108970423B (zh) 2018-08-21 2018-08-21 一种高效处理污水的分离膜及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108970423A CN108970423A (zh) 2018-12-11
CN108970423B true CN108970423B (zh) 2020-04-03

Family

ID=64553807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810956370.0A Active CN108970423B (zh) 2018-08-21 2018-08-21 一种高效处理污水的分离膜及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108970423B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140075971A (ko) * 2012-12-11 2014-06-20 삼성전자주식회사 그래핀-나노입자 구조체 및 이의 제조방법.
CN103877866A (zh) * 2014-03-27 2014-06-25 北京林业大学 一种无机/有机杂化除砷膜的制备方法
CN105297286B (zh) * 2015-11-18 2018-03-30 安徽工程大学 一种功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜的制备方法
CN106521809B (zh) * 2016-10-17 2019-04-30 安徽工程大学 一种功能性PMMA-MMT-TiO2复合纳米纤维膜的制备方法及其应用
CN107596791B (zh) * 2017-08-17 2020-05-26 东华大学 一种具有光催化功能的复合纳米纤维过滤材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108970423A (zh) 2018-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Electrospun ultrafine fibrous PTFE-supported ZnO porous membrane with self-cleaning function for vacuum membrane distillation
Alias et al. Photocatalytic nanofiber-coated alumina hollow fiber membranes for highly efficient oilfield produced water treatment
Srikanth et al. Recent advancements in supporting materials for immobilised photocatalytic applications in waste water treatment
CN108842304B (zh) 一种多孔负载型静电纺纳米光催化纤维膜及其制备方法
De Assis et al. Conversion of “Waste Plastic” into photocatalytic nanofoams for environmental remediation
Ji et al. ZnO/Ag nanoparticles incorporated multifunctional parallel side by side nanofibers for air filtration with enhanced removing organic contaminants and antibacterial properties
Cheng et al. A novel preparation method for ZnO/γ-Al 2 O 3 nanofibers with enhanced absorbability and improved photocatalytic water-treatment performance by Ag nanoparticles
CN103084160B (zh) 一种掺杂ZnO的TiO2碳纳米管空气净化剂材料、制备方法及其用途
Yu et al. AgI-modified TiO2 supported by PAN nanofibers: A heterostructured composite with enhanced visible-light catalytic activity in degrading MO
CN114073897B (zh) 一种氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜的制备方法
CN110652974A (zh) 一种具有光催化功能的吸附型复合纳米纤维膜及制备方法
CN109432825A (zh) 一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料及其制备方法和应用
CN108654586A (zh) 一种石墨化介孔碳-TiO2复合光催化材料及其制备方法与应用
Sheikhsamany et al. Synthesis of novel HKUST-1-based SnO2 porous nanocomposite with the photocatalytic capability for degradation of metronidazole
CN111644190A (zh) 一种可磁分离TiO2/BN/Fe3O4复合材料及其制备方法
Li et al. Functionalization of electrospun magnetically separable TiO 2-coated SrFe 12 O 19 nanofibers: Strongly effective photocatalyst and magnetic separation
CN112452165B (zh) 一种Ag/AgBr/AgVO3复合纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用
CN108771980B (zh) 一种可自清洁的二氧化钛纳米纤维膜材料及其制备方法和应用
Sasikala et al. Effective removal of organic dyes using novel MnWO4 incorporated CA/PCL nanocomposite membranes
CN108970423B (zh) 一种高效处理污水的分离膜及制备方法
CN109126887A (zh) 一种聚氨酯基复合光催化膜的制备方法
CN101380569B (zh) 负载二氧化钛颗粒的三维有序大孔炭制备方法及应用方法
Lyu et al. Fabrication of inorganic oxide fiber using a cigarette filter as a template
CN111330562B (zh) 一种光催化凝胶颗粒的制备方法及其应用
Zendehdel et al. Electrospun polyethersulfone/Ag-Clinoptilolite to remove chemical oxygen demand from real wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Tao Jingcong

Inventor after: Cai Jie

Inventor before: Cai Jie

CB03 Change of inventor or designer information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200310

Address after: 271100 Shancai Street, Laiwu High-tech Zone, Jinan City, Shandong Province

Applicant after: LAIWU VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE

Address before: 610041 No. 1, 3 stories, 20 blocks, No. 1 Wangjiang Road, Wuhou District, Chengdu City, Sichuan Province

Applicant before: Chengdu Shui long tou Chemical Technology Co., Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201229

Address after: 271100 Room 308, 108 Huiyuan street, Laiwu high tech Zone, Jinan City, Shandong Province

Patentee after: Jinan Gaotou Energy Development Co.,Ltd.

Address before: 271100 Shancai Street, Laiwu High-tech Zone, Jinan City, Shandong Province

Patentee before: LAIWU VOCATIONAL AND TECHNICAL College

TR01 Transfer of patent right