CN115121119A - 一种荷正电纳滤膜的制备方法及应用 - Google Patents

一种荷正电纳滤膜的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种荷正电纳滤膜的制备方法,包括如下步骤:将PEI与表面活性剂混合制成水相溶液;将均苯三甲酰氯加入有机溶剂中制成有机相溶液;将预处理后的超滤膜放入水相溶液中浸泡2‑5min,取出除去表面的水溶液,进行第一热处理;将进行第一热处理后的膜浸入有机相溶液中进行界面聚合反应,然后取出膜在50‑80℃下进行第二热处理,得荷正电纳滤膜;其中,PEI的相对分子质量为1800‑20000,界面聚合反应的时间为2‑5min。该制备方法易于操作,且制得的荷正电纳滤膜稳定性好、对阳离子Cs+和Sr2+的截留率高。

Description

一种荷正电纳滤膜的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及分离膜制备技术领域,尤其涉及一种荷正电纳滤膜的制备方法及其在废水处理中的应用。
背景技术
当今,核能作为多个国家的能源支柱,可作为一种经济有效的缓解能源短缺问题的方法。核能虽是清洁能源,但会带来一定的副作用。其在使用过程中会产生大量含有放射性核素的废水对生物体、自然资源以及环境造成危害。其中,核放射性废水中的铯和锶一般以易解离的无机盐形式存在,具有较长半衰期和较高的水溶性,这导致它们在浸出后迅速扩散到环境中,易被生物吸收,长期危害人类生活。因此,亟待研究开发一种用于去除含铯、锶的核放射性废水核放射性废水高效净化技术。
纳滤作为一种新型膜分离技术,由于纳滤膜的孔径和本身存在的带电基团使其对溶质的分离原理具有两个特性,即尺寸筛分作用和Donnan电荷效应。筛分效应是指分子量大于膜截留分子量的物质被膜截留,反之则透过;Donnan电荷效应则是指离子与膜所带电荷的静电相互作用,即同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。纳滤膜根据膜本身存在的带电基团可以分为荷负电、中性和荷正电的膜。目前,纳滤膜已被研究用于模拟核放射性废水的处理,然而目前大量研究都是围绕商用纳滤膜,其表面带负电荷,对Cs+、Sr2+截留率有一定的限制。带正电荷的纳滤膜由于其Donnan电荷效应,可以实现更高的阳离子截留率。
传统的带正电荷的纳滤膜大多是采用含胺基的水相与含酰氯的有机相进行界面反应制得,但是由于反应过程中部分酰氯水解生成的羧基会在膜的表面形成负电荷活性层,导致带正电荷的纳滤膜对阳离子截留率下降,且稳定性差。为解决上述带正电荷的纳滤膜存在阳离子截留率低的问题,现有技术中是在胺基和酰氯进行界面聚合后,使用活化剂(如CMPI)促使界面聚合形成的膜表面残留的阴离子与胺继续反应,进而减少膜表面负电荷活性层的形成。但是这种方法需要严格控制活化剂CMPI的用量,否则纳滤膜对阳离子截留率会显著下降,不易操作。针对上述带正电荷的纳滤膜存在稳定性差的问题,现有技术中是在水相中适量添加质子接收剂(氢氧化钠、磷酸三钠、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、碳酸氢钠和磷酸三钾中的至少一种),促进界面聚合反应进行,然后精准控制表面活性剂的浓度,在发生界面聚合时有效控制所生成聚合物分子量的大小,确保膜片性能均匀稳定,同时后续热处理时在膜表面均匀喷洒极细密的去离子水雾,使膜表面残留的酰氯部分水解。该方法虽然解决了稳定性的问题,但是一方面实际操作困难,需要精准控制表面活性剂的用量,另一方面,在热处理时喷洒的去离子水雾使膜表面残留的酰氯部分水解形成的羧基会降低纳滤膜对阳离子截留率。
因此,开发一种易于操作,且制得的荷正电纳滤膜稳定性好、对阳离子截留率高的制备方法是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
基于以上所述,本发明的目的在于提供一种荷正电纳滤膜的制备方法,该制备方法易于操作,且制得的荷正电纳滤膜稳定性好、对阳离子截留率高。
为此,本发明提供如下技术方案:
一种荷正电纳滤膜的制备方法,包括如下步骤:
将PEI(聚乙烯亚胺)与表面活性剂混合,制成水相溶液;
将均苯三甲酰氯(TMC)加入有机溶剂中,制成有机相溶液;
将预处理后的超滤膜放入所述水相溶液中浸泡2-5min,取出除去表面的水溶液,进行第一热处理;
将进行第一热处理后的膜浸入所述有机相溶液中进行界面聚合反应,然后取出膜在50-80℃下进行第二热处理,得所述荷正电纳滤膜;
其中,所述PEI的相对分子质量为1800-20000,所述界面聚合反应的时间为2-5min。
可选地,所述第二热处理的时间为2-8min,优选4-6min。
可选地,所述第一热处理的温度为35-50℃,时间为5-15min;优选地,所述第一热处理的温度为35-15℃,时间为8-12min。
可选地,所述有机溶剂选自正己烷、环己烷和正庚烷中的至少一种,优选正己烷。
可选地,所述表面活性剂选自四丁基溴化胺(TBAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)、3-(N,N-二甲基十四烷基铵)丙烷磺酸钠(SB3-14)、吐温80和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)中的任一种。
优选地,所述所述表面活性剂为SB3-14。
可选地,所述有机相溶液中均苯三甲酰氯的浓度为0.05wt%-0.3wt%;
所述水相溶液中所述表面活性剂的浓度为0.10wt%-2wt%,PEI的浓度为0.1wt%-6wt%;优选表面活性剂的浓度为0.2wt%-0.3wt%,PEI的浓度为1wt%-5wt%。
可选地,可将PEI与表面活性剂分别或一起加入去离子水中混合,制成水相溶液;也可以将PEI先加入去离子水中制得PEI水溶液,然后再向该PEI水溶液中加入表面活性剂,制成水相溶液,由于表面活性在水相溶液中的含量较低,因此,PEI水溶液中PEI的浓度与水相溶液中PEI的浓度基本一样。
可选地,所述超滤膜选自聚醚砜、三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯超滤膜中的任一种;优选地,所述超滤膜为聚醚砜。
所述超滤膜的膜截留分子量为50-150KDa。
可选地,所述超滤膜的预处理包括将所述超滤膜依次在乙醇水溶液、去离子水中浸泡;优选地,在所述乙醇水溶液中浸泡的时间为1-5h,在去离子水中的浸泡时间为36-72h,每隔5-10h更换去离子水。
可选地,所述乙醇水溶液的浓度为1.0wt%-5.0wt%。
本发明的另一目的是提供一种上述荷正电纳滤膜的制备方法制得的荷正电纳滤膜在水处理中去除阳离子的应用。
优选地,所述水为核放射性废水。
进一步优选地,所述阳离子包括Cs+和Sr2+
本发明的有益效果如下:
1、本发明提供的荷正电纳滤膜的制备方法,通过将在水相中浸泡后的超滤膜进行热处理,并进行界面聚合后再次进行热处理,结合在水相溶液中的浸泡时间、第二热处理的温度、PEI分子量以及界面反应时间等参数的限定,各步骤参数之间相互配合,可显著提高制得的荷正电纳滤膜的性能稳定性以及对阳离子Cs+和Sr2+的截留率。此外,该制备方法易于操作,有利于实现工业化生产。
2、本发明提供的荷正电纳滤膜的制备方法,当表面活性剂采用SB3-14时,效果明显优于其他表面活性剂,分析原因可能是因为当SB3-14溶于水发生电离后,亲水头部含有的硫酸根基团和磺酸根基团带负荷,与PEI分子的氨基发生静电相互作用,疏水尾部会与PES基膜发生相互作用,进而影响水相单体的扩散过程,从而改善提高纳滤膜的性能。
3、本发明的以具有较高电荷密度的聚合物PEI为水相溶液单体之一,结合各步骤参数限定,制得的荷正电纳滤膜去除Cs+和Sr2+的效果更佳,尤其是针对核放射性废水中的Cs+和Sr2+,为核污染废水的工业化处理奠定了基础。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
实验1:在pH=7.0左右,0.40Mpa压力下,分别用纯水、2000ppm的MgCl2水溶液、5.00ppm的Cs+溶液、5.00ppm的Sr2+溶液以及5.00ppm的Cs+和5.00ppm的Sr2+混合溶液测试制备的荷正电纳滤膜的性能。
测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为43.22L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为98.19%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.31%,Sr2+截留率为99.85%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.15%,Sr2+截留率为99.30%。
实验2:在pH=7.0左右,0.40Mpa压力下,分别用50.00ppm的Cs+溶液、50.00ppm的Sr2+溶液以及50.00ppm的Cs+和50.00ppm的Sr2+混合溶液测试制备的荷正电纳滤膜的性能。
测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.90%,Sr2+截留率为99.15%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.26%,Sr2+截留率为98.75%。
实施例2
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,50KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件。测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为39.36L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为98.85%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.51%,Sr2+截留率为99.83%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.52%,Sr2+截留率为99.41%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.01%,Sr2+截留率为98.77%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.34%,Sr2+截留率为97.51%。
实施例3
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,150KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为47.31L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.88%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.98%,Sr2+截留率为98.95%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.67%,Sr2+截留率为98.70%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.99%,Sr2+截留率为98.05%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.22%,Sr2+截留率为97.43%。
实施例4
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚偏氟乙烯(100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的聚偏氟乙烯超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为39.43L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为99.28%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.55%,Sr2+截留率为99.31%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.96%,Sr2+截留率为99.16%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.01%,Sr2+截留率为97.97%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.76%,Sr2+截留率为97.32%。
实施例5
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为1.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为43.10L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.91%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.21%,Sr2+截留率为99.04%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.11%,Sr2+截留率为98.79%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.24%,Sr2+截留率为98.16%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.75%,Sr2+截留率为97.73%。
实施例6
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中72h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为42.98L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为98.02%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.43%,Sr2+截留率为99.76%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.20%,Sr2+截留率为99.11%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.51%,Sr2+截留率为98.84%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.20%,Sr2+截留率为97.65%。
实施例7
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取0.2g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为0.10wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为38.45L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为96.89%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.67%,Sr2+截留率为97.43%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.23%,Sr2+截留率为96.95%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.07%,Sr2+截留率为96.54%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.55%,Sr2+截留率为96.01%。
实施例8
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取12g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为6.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为40.37L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.20%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.21%,Sr2+截留率为98.48%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.00%,Sr2+截留率为98.06%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.97%,Sr2+截留率为98.03%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.21%,Sr2+截留率为97.34%。
实施例9
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的TBAB,将其与PEI溶液混合,配制成含TBAB的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为34.85L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.95%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.69%,Sr2+截留率为98.15%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.13%,Sr2+截留率为97.94%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.78%,Sr2+截留率为97.43%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为96.15%,Sr2+截留率为96.76%。
实施例10
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SDS,将其与PEI溶液混合,配制成含SDS的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为32.79L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.62%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.45%,Sr2+截留率为97.43%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.57%,Sr2+截留率为97.04%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.65%,Sr2+截留率为97.02%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.96%,Sr2+截留率为96.89%。
实施例11
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡5.00min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为35.88L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为98.25%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为95.12%,Sr2+截留率为99.36%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.48%,Sr2+截留率为99.17%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.06%,Sr2+截留率为98.72%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.25%,Sr2+截留率为98.16%。
实施例12
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入50℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为41.47L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为98.01%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为94.12%,Sr2+截留率为99.31%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.64%,Sr2+截留率为98.13%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.31%,Sr2+截留率为98.52%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.48%,Sr2+截留率为97.93%。
实施例13
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理5min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为39.95L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为96.45%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.14%,Sr2+截留率为97.55%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.76%,Sr2+截留率为96.93%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.41%,Sr2+截留率为96.98%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.10%,Sr2+截留率为96.24%。
实施例14
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理15min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为41.43L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.41%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.65%,Sr2+截留率为98.21%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.11%,Sr2+截留率为97.77%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.94%,Sr2+截留率为97.85%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.22%,Sr2+截留率为97.03%。
实施例15
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为32.65L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为98.04%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为95.45%,Sr2+截留率为99.68%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为95.03%,Sr2+截留率为99.14%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.93%,Sr2+截留率为98.22%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.11%,Sr2+截留率为97.64%。
实施例16
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理2min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为37.84L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.35%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.12%,Sr2+截留率为98.24%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.56%,Sr2+截留率为97.83%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.17%,Sr2+截留率为97.21%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.72%,Sr2+截留率为96.94%。
实施例17
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理8min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为40.52L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.91%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.02%,Sr2+截留率为98.82%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.85%,Sr2+截留率为98.23%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.75%,Sr2+截留率为98.01%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.21%,Sr2+截留率为96.92%。
实施例18
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.30wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为42.15L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.98%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.65%,Sr2+截留率为98.84%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.92%,Sr2+截留率为98.08%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为93.25%,Sr2+截留率为98.30%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.75%,Sr2+截留率为97.50%。
实施例19
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.5wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为41.68L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.33%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.41%,Sr2+截留率为97.56%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.78%,Sr2+截留率为96.39%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.01%,Sr2+截留率为96.95%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.25%,Sr2+截留率为96.12%。
对比例1
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为40.54L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为97.32%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.03%,Sr2+截留率为96.36%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.24%,Sr2+截留率为95.89%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.51%,Sr2+截留率为95.45%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为89.76%,Sr2+截留率为94.90%。
对比例2
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为41.09L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为96.45%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.17%,Sr2+截留率为96.32%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.65%,Sr2+截留率为96.03%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.85%,Sr2+截留率为95.93%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.13%,Sr2+截留率为95.02%。
对比例3
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(25000)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为99.54L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为17.98%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为16.67%,Sr2+截留率为20.34%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为16.07%,Sr2+截留率为19.86%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为13.94%,Sr2+截留率为18.19%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为13.25%,Sr2+截留率为18.05%。
对比例4
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡1.00min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为65.43L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为46.54%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为45.25%,Sr2+截留率为47.34%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为44.79%,Sr2+截留率为46.45%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为43.38%,Sr2+截留率为46.50%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为42.46%,Sr2+截留率为44.05%。
对比例5
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1min,将反应后的膜取出放入60℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为33.87L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为96.34%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.62%,Sr2+截留率为96.23%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为92.25%,Sr2+截留率为95.47%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.75%,Sr2+截留率为95.98%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.95%,Sr2+截留率为95.01%。
对比例6
以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
在室温条件下,将尺寸为6cm×6cm的聚醚砜(PES,100KDa)超滤膜先浸入浓度为3.0wt%的乙醇溶液中浸泡1.5h去除表面杂质和污染物后,浸入去离子水中48h,每隔6h更换去离子水。
取4g的PEI(1800)放入烧杯中,然后加入200g的去离子水,配制成质量百分数为2.00wt%的PEI溶液,取一定量的SB3-14,将其与PEI溶液混合,配制成含SB3-14的质量百分数为0.25wt%的PEI水相溶液。
取0.1g的TMC放入烧杯中,然后加入100g的正己烷溶剂,配制成含TMC的质量百分数为0.10wt%有机相溶液。
将经过去离子水中浸泡48h的PES超滤基膜取出,放入到水相溶液中浸泡2.50min;然后将膜取出去除表面多余水相溶液后,放入37℃烘箱中热处理10min;接下来将热处理后的膜放入有机相溶液中反应1.5min,将反应后的膜取出放入40℃烘箱中热处理5min后得到用于去除含铯、锶的核放射性废水的荷正电纳滤膜。
将制备出的纳滤膜放入去离子水中浸泡24h备用。
采用与实施例1中实验1相同的测试条件,测试结果表明,该荷正电纳滤膜的纯水渗透通量分别为39.45L·m-2·h-1,MgCl2的截留率分别为95.85%。在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为91.56%,Sr2+截留率为93.16%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为90.63%,Sr2+截留率为92.13%。
采用与实施例1中实验2相同的测试条件,测试结果表明,在Cs+、Sr2+单独存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为89.50%,Sr2+截留率为92.81%。在Cs+、Sr2+共同存在时膜对其去除效果分别为:Cs+截留率为88.94%,Sr2+截留率为92.05%。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将PEI与表面活性剂混合,制成水相溶液;
将均苯三甲酰氯加入有机溶剂中,制成有机相溶液;
将预处理后的超滤膜放入所述水相溶液中浸泡2-5min,取出除去表面的水溶液,进行第一热处理;
将进行第一热处理后的膜浸入所述有机相溶液中进行界面聚合反应,然后取出膜在50-80℃下进行第二热处理,得所述荷正电纳滤膜;
其中,所述PEI的相对分子质量为1800-20000,所述界面聚合反应的时间为2-5min。
2.如权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述第二热处理的时间为2-8min。
3.如权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述第一热处理的温度为35-50℃,时间为5-15min。
4.如权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂选自四丁基溴化胺、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚、3-(N,N-二甲基十四烷基铵)丙烷磺酸钠、吐温80和十二烷基苯磺酸钠中的任一种。
5.如权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述有机相溶液中均苯三甲酰氯的浓度为0.05wt%-0.3wt%;和/或
所述水相溶液中所述表面活性剂的浓度为0.10wt%-2.00wt%,PEI的浓度为0.1wt%-6wt%。
6.如权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述超滤膜选自聚醚砜、三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯超滤膜中的任一种;和/或
所述超滤膜的膜截留分子量为50-150KDa。
7.如权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述超滤膜的预处理包括将所述超滤膜依次在乙醇水溶液、去离子水中浸泡。
8.权利要求1-7任一项所述荷正电纳滤膜的制备方法制得的荷正电纳滤膜在水处理中去除阳离子的应用。
9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述水为核放射性废水。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,所述阳离子包括Cs+和Sr2+
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