一种具有增强染料和盐分离性能的BC-Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有增强染料和盐分离性能的BC

【技术实现步骤摘要】
一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于分离膜
，具体是一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]膜分离技术作为当代一门新型高效的分离技术，在水处理、能源、环境、航空航天、电子及生物医用等诸多领域展现出极其广阔的应用前景。近年来，在处理废水这一块，纳滤(NF)技术以其操作压力低、通量大、对多价阴离子盐截留率高、投资少等优点应用广泛，在国际上发展较快。其中，L
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S相转化法是制备高分子分离膜的主要方法，常见的工程塑料聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)等很容易加工成微滤膜或超滤膜，但是由于其在10
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100nm的孔径，允许大分子(染料、悬浮颗粒和天然有机物)和溶解固体(无机盐)通过，在冶金工业、纺织工业和重金属资源等许多工业过程中的应用受到了限制。因此，选择使用有机聚合物制备的微孔膜具有良好的渗透性和热稳定性，由于刚性聚合物链形成的网络，对高分子量分子保持了良好的选择性，具有广阔的应用前景。
[0003]Bowen et al.用聚砜(PSU)和磺化聚醚醚酮(SPEEK)为原料，N
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甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，制备了PSU/SPEEK共混膜。结果表明，当SPEEK含量在0.5
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5％时，共混膜具有较高的孔隙率、通量和盐截留率，能有显著减少粒子的吸附。当SPEEK含量为5％时，得到的共混膜性能最佳。
[0004]Hosseini et al.通过向聚醚砜(PES)基膜中嵌入Fe3O4/PVP纳米颗粒，制备了混合基质纳滤膜，相对于原始膜，其水通量由原来的3.14(L/m2*h)增加到9.96(L/m2*h)，原始膜的盐截留率为82％，而纳米复合膜的盐截留率在77％
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90％之间。复合NPs加入聚合物基体后，膜的抗拉强度也有所提高。与原始膜相比，其性能实现了较大的飞跃。
[0005]Haddad et al.以醋酸纤维素为原料，溶解在丙酮/甲酰胺的混合溶剂中，利用相转化法，制备了醋酸纤维素纳滤膜。研究发现，当醋酸纤维素浓度为22％，热处理温度为80℃时，制备的纳滤膜在1.6MPa压力下对浓度为3500
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4000ppm的NaCl溶液的渗透通量为7.18(L/m2*h)，截留率为86％。
[0006]本专利技术旨在提供一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术不足，提供了一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法，制备过程简单，条件温和，得到的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜具有增强染料和盐分离的性能，可用于工业废水的处理，具有十分广阔的前景。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：1)制备BC
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Kevlar
纳米纤维膜：将Kevlar纤维和KOH溶于二甲基亚砜和水的混合溶液中，在室温下搅拌2周，得到红棕色粘稠状的BC
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Kevlar铸膜液，将BC
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Kevlar铸膜液静置脱泡，倾倒在玻璃板上涂刮成BC
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Kevlar纳米纤维膜；2)将步骤1)制备的BC
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Kevlar纳米纤维膜浸泡在室温的去离子水中水浴，用无纺布托住底部取出，再经过烘箱固化干燥处理，得到BC
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Kevlar复合纳滤膜。这种BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备过程简单，条件温和，得到的BC
‑
Kevlar复合基质纳滤膜具有增强染料和盐分离的性能，可用于工业废水的处理，具有十分广阔的前景。
[0009]上述技术方案中，优选的，还包括有向混合溶液中加入2.5
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10wt％的生物炭纳米颗粒的步骤，之后再进行搅拌。
[0010]上述技术方案中，优选的，加入的生物炭纳米颗粒为5wt％。当生物炭纳米颗粒为5wt％时BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的性能最优。
[0011]上述技术方案中，优选的，步骤1)中，Kevlar纤维和KOH以2：1的质量比溶于二甲基亚砜和水的混合溶液中，混合溶液由二甲基亚砜和水以体积比40：1混合而成。
[0012]上述技术方案中，优选的，BC
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Kevlar铸膜液由厚为50
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200μm的刮刀在玻璃板上涂刮成BC
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Kevlar纳米纤维膜。
[0013]上述技术方案中，优选的，刮刀厚为150μm。
[0014]上述技术方案中，优选的，步骤1)中，静置脱泡时间为3
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5h。
[0015]上述技术方案中，优选的，步骤2)中，水浴时间为1h。
[0016]上述技术方案中，优选的，步骤2)中，干燥温度为50
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70℃，干燥时间为10
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20min。
[0017]利用上述一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法制得的一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：这种BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备过程简单，条件温和，得到的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜具有增强染料和盐分离的性能，可用于工业废水的处理，具有十分广阔的前景。
附图说明
[0019]图1为本专利技术具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备过程示意图。
[0020]图2为本专利技术中BC
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Kevlar纳滤膜的分离性能实验过程示意图。
[0021]图3为本专利技术实施例1，2，3，4和5制备的BC
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Kevlar膜的FTIR傅里叶变换红外吸收光谱图。
[0022]图4为本专利技术实施例3制备的BC
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Kevlar膜的表面和横截面SEM扫描电镜图。
[0023]图5为本专利技术实施例1，2，3，4和5制备的BC
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Kevlar膜的AFM原子力显微镜图。
[0024]图6为本专利技术实施例1，2，3，4和5制备的BC
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Kevlar膜的接触角变化图。
[0025]图7为本专利技术实施例1，2，3，4和5制备的BC
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Kevlar膜分离性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备BC
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Kevlar纳米纤维膜：将Kevlar纤维和KOH溶于二甲基亚砜和水的混合溶液中，在室温下搅拌2周，得到红棕色粘稠状的BC
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Kevlar铸膜液，将BC
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Kevlar铸膜液静置脱泡，倾倒在玻璃板上涂刮成BC
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Kevlar纳米纤维膜；2)将步骤1)制备的BC
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Kevlar纳米纤维膜浸泡在室温的去离子水中水浴，用无纺布托住底部取出，再经过烘箱固化干燥处理，得到BC
‑
Kevlar复合纳滤膜。2.如权利要求1所述的一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，还包括有向混合溶液中加入2.5
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10wt％的生物炭纳米颗粒的步骤，之后再进行搅拌。3.如权利要求2所述的一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法，其特征在于，加入的生物炭纳米颗粒为5wt％。4.如权利要求1所述的一种具有增强染料和盐分离性能的BC
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Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中，Kevlar纤维和KOH以2∶1的质量比溶于二甲基亚砜和水的混合溶液中，混合溶液由二甲基亚砜和水以体积比40∶1混...

【专利技术属性】
技术研发人员：施龙，
申请(专利权)人：浙江佰辰低碳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：