一种吸油脱色过滤袋及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸油脱色过滤袋及其制备方法，包括制备吡咯基聚苯乙烯、制备吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅、制备氮掺杂多孔碳、制备氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌以及吸油脱色过滤袋5个步骤，本发明专利技术制备的复合材料中的多孔碳与氧化锌之间能发生协同作用，提升了材料的吸附性能，其中氧化锌负载在氮掺杂多孔碳上，多孔碳不仅为氧化锌提供了生长位点，同时限制了氧化锌的生长粒径，使得氧化锌的粒径更小，而更小的氧化锌具有更大的比表面积，提升了氧化锌的光催化效率，可应用于降解有机物中的有色颜料分子，达到脱色的目的，而且氮元素可以活化邻位的碳原子，增加赝电容，从而提升对油脂污染物的吸附效果。升对油脂污染物的吸附效果。

【技术实现步骤摘要】
一种吸油脱色过滤袋及其制备方法


[0001]本专利技术涉及过滤袋制备
，具体涉及一种吸油脱色过滤袋及其制备方法。

技术介绍

[0002]大多数染料是由有机化合物和微量重金属组成，具有一定的毒性和致癌性，当被水生动植物吸收后，通过生物代谢，对生物细胞造成毒性，甚至引起癌变，由于部分染料具有潜在遗传毒性，经过生物链作用，会对动物和人类生命安全产生威胁，而且油类废水和其他废水相比，具有污染物浓度较高、分散性差、粘度高、容易堵塞孔道、成分复杂、可生化性差和不易降解等特点，但现阶段制备的工艺玻璃纤维滤袋在处理这类油类有色物质时，吸油效果低，同时容易被油类和有色物质污染，不仅回收困难，同时还影响过滤的效率。
[0003]专利文献CN201910859211.3公开了一种吸油脱色过滤袋及其制备方法，将内层吸附层与外层防护层重叠放置在工作台上，通过切割轮的定向定量切割，避免了过滤袋原料的浪费；通过在内层吸附层上增设以不锈钢纤维烧结毡层支撑的外层防护层，使不锈钢纤维烧结毡层对整个内层吸附层起支撑保护作用；通过聚丙烯纤维的疏水亲油性，实现过滤袋体较好的吸油性，通过活性炭纤维的吸附性对滤液中的颜料分子起吸附作用，实现过滤袋体较好的脱色性，但该过滤袋的过滤功能单一、适用范围窄，具有较大的局限性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种吸油脱色过滤袋及其制备方法，解决现有的玻璃纤维滤袋吸油效果差的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：r/>[0006]一种吸油脱色过滤袋的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)制备吡咯基聚苯乙烯：向己烷溶剂中加入苯乙烯与1
‑
(4
‑
乙烯基苄基)吡咯烷，搅拌溶解，然后向其中加入四甲基乙二胺和正丁基锂进行反应，待反应结束后，再向溶剂中加入乙醇，蒸干溶剂，即得到吡咯基聚苯乙烯；
[0008](2)制备吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅：将步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在四氯化碳中，然后向其中加入纳米二氧化硅，超声分散均匀后，再向其中加入氯化铝进行交联反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，即得到吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅；
[0009](3)制备氮掺杂多孔碳：将步骤(2)制备的吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅在氮气氛围下进行碳化，然后依次使用氢氟酸溶液和去离子水进行洗涤，经干燥后得到氮掺杂多孔碳；
[0010](4)制备氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌：向去离子水中加入硝酸锌、尿素和步骤(3)制备的氮掺杂多孔碳，搅拌均匀后进行水热反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤和干燥，即得到氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌；
[0011](5)制备吸油脱色过滤袋：将聚氧乙烯、乙醇和氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌加入
到反应釜中超声分散均匀，然后将玻璃纤维滤袋基体浸入溶剂中进行反应，反应结束后冷却至室温，取出玻璃纤维滤袋基体进行洗涤、干燥，即得到吸油脱色过滤袋。
[0012]优选的，步骤(1)中，苯乙烯，1
‑
(4
‑
乙烯基苄基)吡咯烷，四甲基乙二胺和正丁基锂的质量比为100:15
‑
40:30
‑
40:18
‑
22。
[0013]优选的，步骤(1)中，反应温度为50
‑
80℃，反应时间为2
‑
3h。
[0014]优选的，步骤(2)中，吡咯基聚苯乙烯、四氯化碳、纳米二氧化硅和氯化铝的质量比为100:800
‑
1200:180
‑
250:60
‑
80。
[0015]优选的，步骤(2)中，交联反应的温度为75
‑
90℃，反应时间为18
‑
36h。
[0016]优选的，步骤(3)中，碳化温度为580
‑
650℃，碳化时间为2
‑
4h。
[0017]优选的，步骤(4)中，硝酸锌、尿素和氮掺杂多孔碳的质量比为25
‑
40:15
‑
25:100，水热反应的温度为100
‑
125℃，反应时间为5
‑
10h。
[0018]优选的，步骤(5)中，聚氧乙烯、氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌和乙醇的质量比为4:1
‑
3:70
‑
100。
[0019]优选的，步骤(5)中，反应温度为80
‑
90℃，反应时间为4
‑
6h。
[0020]本专利技术还提供一种由上述制备方法得到的吸油脱色过滤袋。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022](1)本专利技术提供一种吸油脱色过滤袋的制备方法，本专利技术以四甲基乙二胺为调节剂，以正丁基锂为引发剂，使得1
‑
(4
‑
乙烯基苄基)吡咯烷与苯乙烯在己烷溶剂中发生聚合反应，得到吡咯基聚苯乙烯，接着以纳米二氧化硅为制孔模板剂，以聚苯乙烯为碳源，以吡咯基为氮源，以四氯化碳为交联剂，以氯化铝为催化剂，得到吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅，然后对其进行碳化处理，并使用氢氟酸除去纳米二氧化硅，得到氮掺杂多孔碳，最后以氮掺杂多孔碳为载体，以硝酸锌为锌源，以尿素为沉淀剂，得到氮掺杂多孔碳负载绒球ZnO多孔材料。
[0023](2)本专利技术提供一种吸油脱色过滤袋的制备方法，本专利技术制备的复合材料中的多孔碳与氧化锌之间能发生协同作用，提升了材料的吸附性能，其中氧化锌负载在氮掺杂多孔碳上，分别在价带和导带上产生高活性的光生空穴(h+)和光生电子(e
‑
)，e
‑
和h+会与吸附在材料表面的氧气、羟基和水等反应，生成氢氧根(OH
—
)、氧负离子(O
2—
)、过氧化氢(H2O2)和活性氧(ROS)物质，产生具有强氧化能力的活性物种，使大分子难降解有机污染物发生开环断裂等一系列反应后降解成低毒或无毒的小分子物质，多孔碳材料的孔状结构为OH
—
提供了快速传输的通道，提升了溶液中离子的扩散效率，提升了氧化锌的催化使用效率，可应用于降解有机物中的有色颜料分子，达到脱色的目的。
[0024](3)本专利技术提供一种吸油脱色过滤袋的制备方法，本专利技术提供的多孔碳具有良好的吸附效果，当氧化锌在多孔碳材料中原位生长时，多孔碳不仅为氧化锌提供了生长位点，同时限制了氧化锌的生长粒径，使得氧化锌的粒径更小，而更小的氧化锌具有更大的比表面积，增加了其与油分子的接触概率，同时暴露出了更多的活性位点，提升了氧化锌的光催化效率，而且多孔结构给氧化锌提供了一个良好的保护外壳，防止了氧化锌的损失，此外，多孔碳还能吸附污染物中的有色颜料分子，使过滤袋具有较好的脱色效果。
[0025](4)本专利技术提供一种吸油脱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸油脱色过滤袋的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备吡咯基聚苯乙烯：向己烷溶剂中加入苯乙烯与1
‑
(4
‑
乙烯基苄基)吡咯烷，搅拌溶解，然后向其中加入四甲基乙二胺和正丁基锂进行反应，待反应结束后，再向溶剂中加入乙醇，蒸干溶剂，即得到吡咯基聚苯乙烯；(2)制备吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅：将步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在四氯化碳中，然后向其中加入纳米二氧化硅，超声分散均匀后，再向其中加入氯化铝进行交联反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，即得到吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅；(3)制备氮掺杂多孔碳：将步骤(2)制备的吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅在氮气氛围下进行碳化，然后依次使用氢氟酸溶液和去离子水进行洗涤，经干燥后得到氮掺杂多孔碳；(4)制备氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌：向去离子水中加入硝酸锌、尿素和步骤(3)制备的氮掺杂多孔碳，搅拌均匀后进行水热反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤和干燥，即得到氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌；(5)制备吸油脱色过滤袋：将聚氧乙烯、乙醇和氮掺杂多孔碳负载绒球氧化锌加入到反应釜中超声分散均匀，然后将玻璃纤维滤袋基体浸入溶剂中进行反应，反应结束后冷却至室温，取出玻璃纤维滤袋基体进行洗涤、干燥，即得到吸油脱色过滤袋。2.根据权利要求1所述的吸油脱色过滤袋的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，苯乙烯，1
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(4
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乙烯基苄基)吡咯烷，四甲基乙二胺和正丁基锂的质量比为100:15
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40:30
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40:18
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22。3.根据权利要求1所述的吸油脱色过滤袋的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓云，陈明惠，李丽坤，张蓉，
申请(专利权)人：武汉钜能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：