CN113634139A - 一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲 - Google Patents
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113634139A CN113634139A CN202110807546.8A CN202110807546A CN113634139A CN 113634139 A CN113634139 A CN 113634139A CN 202110807546 A CN202110807546 A CN 202110807546A CN 113634139 A CN113634139 A CN 113634139A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose acetate
- composite membrane
- based composite
- metal oxide
- tellurium
- 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.)
- Pending
Links
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 title claims abstract description 93
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims abstract description 19
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 6
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 3
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L sodium oxalate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C([O-])=O ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229940039790 sodium oxalate Drugs 0.000 claims description 3
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 claims description 3
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 3
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 2
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-L tellurite Chemical compound [O-][Te]([O-])=O SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 5
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 3
- VOADVZVYWFSHSM-UHFFFAOYSA-L sodium tellurite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Te]([O-])=O VOADVZVYWFSHSM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004941 mixed matrix membrane Substances 0.000 description 2
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- BFPJYWDBBLZXOM-UHFFFAOYSA-L potassium tellurite Chemical compound [K+].[K+].[O-][Te]([O-])=O BFPJYWDBBLZXOM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
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
- B01D71/08—Polysaccharides
- B01D71/12—Cellulose derivatives
- B01D71/14—Esters of organic acids
- B01D71/16—Cellulose acetate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
-
- 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
-
- 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
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
-
- 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
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/024—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
- C01B19/008—Salts of oxyacids of selenium or tellurium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明属于化工分离领域，涉及一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括：将金属盐与沉淀剂配制成溶液，其中所述金属盐：沉淀剂：水的摩尔体积比为1 mol:1～2 mol:50～80 mL，70～150℃水热反应8～12h，冷却至室温，沉淀离心洗涤，60～80℃干燥5～12h，再于空气中300～600℃煅烧1～5h；然后将金属氧化物、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇混合，50～80℃搅拌4～9h，静置冷却，将混合液浇铸于玻璃板表面，浸入非溶剂中，即得。本发明将所制得的复合膜应用于含碲溶液中碲的动态分离回收。本发明所公开的制备方法成本低且操作简单，所得复合膜具有高分离效率、循环性、抗污性和稳定性，用于化工分离领域，对稀散元素资源回收利用和环境保护有着重要意义。
Description
技术领域
本发明属于化工分离领域，涉及稀散金属元素的分离和回收，尤其涉及一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲。
背景技术
碲是一种重要的具有独特光、电、热性能的半导体材料，碲及其化合物被广泛应用于现代高科技工业、国防与尖端技术领域，比如，高纯碲可以用于制作温差电极；超纯碲单晶可用于红外检测器；特别是近十年来，碲化镉太阳能薄膜电池作为最具发展前景的太阳能技术之一，在越来越广泛的应用中不断消耗着稀缺的碲资源。目前，碲的主要来源是电解铜或铅所得的阳极泥，其中碲的含量在2％～10％，虽然含碲量高，但其生产过程会产生大量的含碲溶液。而且，从电解阳极泥中提取碲，意味着要不断开采矿产资源，加剧碲资源短缺的问题。同时，由于碲的毒性，废弃含碲材料的处理会造成大量含碲废液被排放到水中，进而对环境造成危害。因此，从可持续性发展的角度而言，光伏废弃物等含碲材料中碲的综合回收利用意义重大。
目前，膜分离技术是一种环保、经济、操作简单的碲提取技术，但是单一膜的分离效率不高，很难实现对含碲废液中碲的高效分离和回收。醋酸纤维素膜是混合基质膜中很好的基底材料，其膜孔均匀、孔隙率高、截留效果好、亲水性好，经济效益高；金属氧化物是混合基质膜中绿色、安全、高效的填充材料。利用金属氧化物和醋酸纤维素的混合基质膜对含碲废液中的碲进行动态分离，可以达到很高的效率，同时可以提高膜的渗透性和抗污能力。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法。
技术方案：
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、多孔金属氧化物的制备：将金属盐与沉淀剂配制成溶液，其中所述金属盐：沉淀剂：水的摩尔体积比为1mol:1～2mol:50～80mL，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，70～150℃水热反应8～12h，冷却至室温，先后以蒸馏水、乙醇将沉淀离心洗涤3～5次，60～80℃干燥5～12h，再于空气中300～600℃煅烧1～5h，得到多孔金属氧化物；
b)、醋酸纤维素基复合膜的制备：金属氧化物与醋酸纤维素的质量比为1:20～1:3，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:4～1:2，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10～1:5，将金属氧化物、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1g:10～15mL混合，50～80℃搅拌4～9h，静置冷却，将混合液浇铸于玻璃板表面，浸入非溶剂中，即得。
本发明较优公开例中，步骤a)所述金属盐为硝酸镁、氯化镁、氯化锆、硝酸铜、氯化铜、硝酸铈、硫酸锌、醋酸锌中的一种或多种的组合，优选硝酸镁；所述沉淀剂为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、尿素、氨水、三乙烯四胺、氢氧化钠中的一种或多种的组合，优选碳酸钠。
本发明较优公开例中，步骤a)所述多孔金属氧化物为金属氧化物微球、金属氧化物纳米片、金属氧化物纳米线、金属氧化物超结构中的一种或多种的组合。
本发明较优公开例中，步骤b)所述溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或丙酮中的一种，优选N,N-二甲基甲酰胺。
本发明较优公开例中，步骤b)所述聚乙烯吡咯烷酮，其分子量为44000～54000，优选44000；所述聚乙二醇，其分子量为400～4000，优选400。
本发明较优公开例中，步骤b)所述非溶剂为去离子水或硫酸溶液、氢氧化钠溶液中的任一种，质量百分比浓度为1～5wt％，优选去离子水或1wt％的硫酸溶液。
本发明较优公开例中，步骤b)所述得到厚度为0.20cm的醋酸纤维素基复合膜。
根据本发明所公开的制备方法，所制得的醋酸纤维素基复合膜，厚度为0.20～0.25cm，由金属氧化物、醋酸纤维素和铸膜液构成，其中金属氧化物为多孔结构，孔径为2.5～50nm，尺寸为1～20μm，含量为1～10％(w/v)，所述金属氧化物为氧化镁、氧化锆、氧化铜、氧化铈、氧化锌中一种或多种的组合；所述铸膜液为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或丙酮中的一种或多种的组合。
本发明还有另外一个目的，将所制得的复合膜作为过滤介质应用于含碲溶液中碲的动态分离回收。
动态分离回收模拟步骤：将所制备的醋酸纤维素基复合膜固定在砂芯过滤器中，在0～0.1MPa的操作压力下，过滤50～300mL含亚碲酸根的盐溶液，其中所述亚碲酸盐为亚碲酸钠、亚碲酸钾、亚碲酸钙中的一种或多种的组合，亚碲酸盐溶液的浓度为5～20mol/L，pH为3～11。
动态分离优选在0MPa的压力(重力驱动)之下，过滤50mL亚碲酸钠溶液，所述亚碲酸钠溶液的浓度为5mol/L，pH为3。
本发明的特点：制备一种以醋酸纤维素为基底，负载金属氧化物，制备分级多孔膜动态分离回收碲的方法，所制备的复合膜具有高分离效率、循环性、抗污性和良好的经济效益，在化工分离和稀散金属元素资源的回收等领域都有潜在的应用前景。
有益效果
本发明所公开的制备方法成本低且操作简单。所制得复合膜中金属氧化物为多孔结构，具有出色的提取碲的能力，含量为1％～10％，可用于含碲材料中碲的分离回收，本发明所公开的用于动态分离提取碲的醋酸纤维素基复合膜是由金属氧化物、醋酸纤维素和铸膜液构成，其中金属氧化物为多孔结构，孔径为2.5～50nm，尺寸为1～20μm，金属氧化物为氧化镁、氧化锆、氧化铜、氧化铈、氧化锌中一种或多种的组合，含量为1％～10％。所制备的复合膜具有高分离效率、循环性、抗污性和稳定性，可用于化工分离领域，从经济性和可持续性角度出发，对稀散元素资源回收利用和环境保护有着重要意义。
附图说明
图1.实施例1所制得的醋酸纤维素基复合膜的扫描电镜图，其中A为分离之前的复合膜，B为分离之后的复合膜。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将氯化镁、碳酸钠和水以摩尔体积比为1:1:50(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，80℃水热反应10h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，60℃干燥12h，500℃煅烧1h，得到氧化镁微球；
b)、氧化镁微球与醋酸纤维素的质量比为1:20，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:4，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化镁微球、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将4mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入去离子水中，得到厚度为0.20cm醋酸纤维素基复合膜。
从附图可以看出，分离之前复合膜呈表面粗糙的分层多孔结构，分离之后复合膜保留了分层结构，但膜的表面趋于光滑，且孔径明显减小。
实施例2
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将硝酸镁、醋酸钠和水以摩尔体积比为1:1:50(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，70℃水热反应12h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，70℃干燥6h，600℃煅烧2h，得到氧化镁超结构。
b)、氧化镁超结构与醋酸纤维素的质量比为1:4，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:2，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化镁超结构、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将4mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入去离子水中，得厚度为0.20cm到醋酸纤维素基复合膜。
实施例3
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将硝酸锆、尿素和水以摩尔体积比为1:1:80(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，70℃水热反应8h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，60℃干燥12h，600℃煅烧5h，得到氧化锆微球。
b)、氧化锆微球与醋酸纤维素的质量比为1:4，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:4，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化锆微球、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将5mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入去离子水中，得到厚度为0.25cm醋酸纤维素基复合膜。
实施例4
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将氯化铜、草酸钠和水以摩尔体积比为1:1:80(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，70℃水热反应8h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，60℃干燥12h，300℃煅烧2h，得到氧化铜微球。
b)、氧化铜微球与醋酸纤维素的质量比为1:4，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:2，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化铜微球、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将4mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入1wt％的硫酸溶液中，得到厚度为0.20cm醋酸纤维素基复合膜。
实施例5
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将硝酸铈、三乙烯四胺和水以摩尔体积比为1:1:60(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，90℃水热反应12h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，60℃干燥12h，300℃煅烧1h，得到氧化铈纳米片。
b)、氧化铈纳米片与醋酸纤维素的质量比为1:4，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:2，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化铈纳米片、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将5mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入1wt％的硫酸溶液中，得到厚度为0.25cm醋酸纤维素基复合膜。
实施例6
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将硫酸锌、醋酸锌分别、氢氧化钠和水以摩尔体积比为1:1:2:50(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，70℃水热反应8h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，60℃干燥12h，300℃煅烧1h，得到氧化锌纳米棒。
b)、氧化锌纳米棒与醋酸纤维素的质量比为1:4，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:2，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化锌纳米棒、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将5mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入去离子水中，得到厚度为0.25cm醋酸纤维素基复合膜。
实施例7
一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
a)、将硝酸镁、氨水和水以摩尔体积比为1:1:80(mol/mL)的比例混合，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，130℃水热反应8h，冷却，蒸馏水、乙醇离心洗涤3次，70℃干燥12h，450℃煅烧3h，得到氧化镁纳米片。
b)、氧化镁纳米片与醋酸纤维素的质量比为1:4，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:4，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10，将氧化镁纳米片、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1:15(g/mL)混合，50℃搅拌8h，静置冷却，将4mL混合液浇铸在玻璃板上，浸入去离子水中，得到厚度为0.20cm醋酸纤维素基复合膜。
分离性能测试实施例
将所制备的醋酸纤维素基复合膜固定在砂芯过滤器中，在0MPa的操作压力下(重力驱动)，过滤50mL含亚碲酸根的钠溶液，亚碲酸钠溶液的浓度为5mol/L，pH为3。结果如表1所示。
表1
| 实施例 | 亚碲酸根截留率(％) | 纯水通量(LMH/bar) |
| 纯醋酸纤维素膜 | 12.42±1.81 | 46.71±1.13 |
| 实施例1 | 97.58±1.90 | 44.96±1.21 |
| 实施例2 | 96.67±1.79 | 42.46±1.09 |
| 实施例3 | 91.28±1.61 | 30.57±1.35 |
| 实施例4 | 94.83±1.85 | 37.33±1.05 |
| 实施例5 | 90.07±1.24 | 33.05±1.41 |
| 实施例6 | 86.97±1.31 | 31.32±1.84 |
| 实施例7 | 91.85±1.88 | 37.28±0.96 |
实施例中膜的通量较纯的醋酸纤维素膜的通量减少，是由于金属氧化物的成功负载使得膜的部分孔道被堵住，孔隙率减小。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)、多孔金属氧化物的制备：将金属盐与沉淀剂配制成溶液，其中所述金属盐：沉淀剂：水的摩尔体积比为1 mol:1～2 mol:50～80 mL，加入到内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，70～150℃水热反应8～12h，冷却至室温，先后以蒸馏水、乙醇将沉淀离心洗涤3～5次，60～80℃干燥5～12h，再于空气中300～600℃煅烧1～5h，得到多孔金属氧化物；
b)、醋酸纤维素基复合膜的制备：金属氧化物与醋酸纤维素的质量比为1:20～1:3，聚乙烯吡咯烷酮与醋酸纤维素的质量比为1:4～1:2，醋酸纤维素与聚乙二醇的质量比为1:10～1:5，将金属氧化物、醋酸纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇按醋酸纤维素的质量与溶剂的体积比为1g:10～15mL混合，50～80℃搅拌4～9h，静置冷却，将混合液浇铸于玻璃板表面，浸入非溶剂中，即得。
2.根据权利要求1所述醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于：步骤a)所述金属盐为硝酸镁、氯化镁、氯化锆、硝酸铜、氯化铜、硝酸铈、硫酸锌、醋酸锌中的一种或多种的组合，优选硝酸镁。
3.根据权利要求1所述醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于：步骤a) 所述沉淀剂为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、尿素、氨水、三乙烯四胺、氢氧化钠中的一种或多种的组合，优选碳酸钠。
4.根据权利要求1所述醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于：步骤a)所述多孔金属氧化物为金属氧化物微球、金属氧化物纳米片、金属氧化物纳米线、金属氧化物超结构中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于：步骤b)所述溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺或丙酮中的一种，优选N,N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于：步骤b)所述聚乙烯吡咯烷酮，其分子量为44000～54000，优选44000；所述聚乙二醇，其分子量为400～4000，优选400。
7.根据权利要求1所述醋酸纤维素基复合膜的制备方法，其特征在于：步骤b)所述非溶剂为去离子水或硫酸溶液、氢氧化钠溶液中的任一种，质量百分比浓度为1～5wt%，优选去离子水或1wt%的硫酸溶液。
8.根据权利要求1-7任一所方法制备得到的醋酸纤维素基复合膜。
9.根据权利要求8所述的醋酸纤维素基复合膜，其特征在于：所述醋酸纤维素基复合膜，厚度为0.20～0.25cm，由金属氧化物、醋酸纤维素和铸膜液构成，其中金属氧化物为多孔结构，孔径为2.5～50nm，尺寸为1～20μm，含量为1～10％（w/v）。
10.一种如权利要求8或9所述醋酸纤维素基复合膜的应用，其特征在于：将其作为过滤介质应用于含碲溶液中碲的动态分离回收。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110807546.8A CN113634139A (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110807546.8A CN113634139A (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113634139A true CN113634139A (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=78417579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110807546.8A Pending CN113634139A (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113634139A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104984666A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-21 | 浙江工业大学 | 金属多酚薄膜及其制备方法与应用 |
| CN106000126A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 浙江工业大学 | 基于纳米氧化锌的抑菌膜及其制备方法和用途 |
| CN107051220A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-18 | 江苏大学 | 一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜及其制备方法 |
-
2021
- 2021-07-16 CN CN202110807546.8A patent/CN113634139A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104984666A (zh) * | 2015-06-30 | 2015-10-21 | 浙江工业大学 | 金属多酚薄膜及其制备方法与应用 |
| CN106000126A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-12 | 浙江工业大学 | 基于纳米氧化锌的抑菌膜及其制备方法和用途 |
| CN107051220A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-18 | 江苏大学 | 一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108794661B (zh) | 一种多孔偕胺肟化聚丙烯腈及其制备方法和应用 | |
| CN109256596B (zh) | 一种逆向制备铝掺杂三元前驱体的方法及系统 | |
| CN107051220B (zh) | 一种用于提取硒/碲的动态膜分离膜及其制备方法 | |
| CN106390986A (zh) | 一种钒酸铋/钛酸锶复合光催化剂的制备方法 | |
| CN105185975A (zh) | 一种羟基磷灰石包覆钛酸锂的制备方法 | |
| CN104815646A (zh) | 改性的二氧化锰电催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN111477948A (zh) | 一种石榴石型固体电解质的制备方法及产品 | |
| CN102489318A (zh) | 多孔纳米p-CuS/n-CdS复合半导体光催化剂的制备方法 | |
| CN112316928B (zh) | 一种纤维素锂离子筛复合膜及其制备方法和应用 | |
| CN109256556A (zh) | 一种核壳结构的十字星状Cu/Cu2O/CuO@Ppy复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN113634139A (zh) | 一种醋酸纤维素基复合膜的制备方法及应用于动态分离提取碲 | |
| CN108793231A (zh) | 熔盐法合成纺锤状锗酸锌纳米颗粒的方法 | |
| CN109465037A (zh) | 一种降解水中微污染物的磁性CDs-MoS2-Fe3O4光催化材料的绿色合成方法 | |
| CN105664735A (zh) | 一种ptfe共混平板膜及其制备方法 | |
| CN109173731A (zh) | 一种冷冻干燥技术制备金属有机骨架@氧化石墨烯杂化膜的方法 | |
| CN113380999A (zh) | 一种熔盐电池用的银-氧化铁多孔纳米立方体负极材料的制备方法 | |
| CN109680178B (zh) | 一种钨基纳米花材料的制备方法与应用 | |
| CN115532219B (zh) | 基于石榴石型固体电解质粉末的盐湖提锂吸附剂及其制备和应用 | |
| Yang et al. | The photocatalytic reduction of U (VI) by Ag-doped SnS2 materials under visible light | |
| CN113506689B (zh) | 一种MOFs衍生的NiO电极材料的制备方法 | |
| CN112007523A (zh) | 一种聚偏氟乙烯混合基质膜及其制备方法 | |
| CN106450213B (zh) | 一种碳包覆NiTiO3/CNT负极材料、制备及应用 | |
| CN112354547A (zh) | 一种Gd掺杂Bi2MoO6-CdS异质结的光催化产氢材料及其制法 | |
| CN104971756A (zh) | 一种负载型Bi2O2CO3-BiPO4复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN110550693A (zh) | 一种ZnO-GO/甲壳素气凝胶复合材料的制备方法和应用 |
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 |