一种重金属元素吸附膜的制作方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种重金属元素吸附膜的制作方法，包括以下步骤：S1、以PAN为基膜材料、DMAC为溶解剂，利用相转化法合成制备PAN基膜；S2、以MoS2为改性剂对PAN基膜进行改性处理，制备MoS2

【技术实现步骤摘要】
一种重金属元素吸附膜的制作方法及设备


[0001]本专利技术涉及重金属吸附膜
，具体为一种重金属元素吸附膜的制作方法及设备。

技术介绍

[0002]随着人类社会的发展，工业废水的排放对人类健康的危害和引发的水生态系统问题日益严峻，其中，重金属离子废水污染尤为严重，许多行业如塑料、纺织、造纸、水泥制造、采矿、金属冶炼和电镀等在生产过程中都会产生大量的重金属离子废水，重金属离子污染主要包括Pb、Cu、Zn、Hg、Cd、As、Cr、Co和Ni等离子，以膜材料为吸附剂的吸附法在治理地表水体重金属污染方面具有操作方便、吸附速率快、后处理简单、无二次污染、可以通过调节聚合物膜的组分对其功能化、分离产物易于回收等优点而引起人们的极大兴趣，重金属吸附法逐渐在重金属离子去除应用领域得到关注。
[0003]现有技术中，如中国专利CN108160054B的“一种吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法”，包括将尼龙膜置酸化再与活化剂进行活化之后，与二亚乙基三胺溶液反应，反应结束后冲洗至中性，烘干后得到改性的尼龙膜。所述方法为利用水解和活化增加膜表面的活性位点，提高其吸附重金属的能力。该方法制备的吸附重金属的改性尼龙膜，所述重金属包括Cu2+、Cd2+和Pb2+的一种或几种，对Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附量均显著高于未改性的原膜。在Cu2+、Cd2+和Pb2+混合的二元混合溶液吸附实验中，对Cu2+和Pb2+具有较高的吸附能力和选择吸附性，并且具有很好的可重复利用性和再生性能。
[0004]现有技术中，电厂中的脱硫废水主要集中产生在该过程，在脱硫废水含有大量的重金属离子，在排入其他系统之前，必须对重金属离子进行相应处理，Cu在脱硫废水中含有一定的比例，而Cu是人类所必需的微量金属元素，摄入一定量的Cu有助于身体健康，但摄入过多的Cu会影响人的身体健康；传统的重金属吸附法中多采用吸附膜一般为单层膜，比表面积较小从而吸附能力较差，其对Cu离子的吸附能力也相对较弱。
[0005]所以我们提出了一种重金属元素吸附膜的制作方法及设备，以便于提高吸附膜的吸附能力。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种重金属元素吸附膜的制作方法及设备，以解决上述
技术介绍
提出的问题，本专利技术利用PAN为基膜、MoS2为改性剂制备MoS2
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PAN有机
‑
无机复合膜，PAN分子含有大量的氰基，通过静电吸引将金属离子吸附在膜表面，PAN具有较高的比表面积，与水中金属离子接触的机会较多，并通过本身物理截留作用对铜离子也具有一定的吸附效果，MoS2的引入提高了吸附膜对重金属的吸附效果，通过添加MoS2提高吸附膜材料对Cu离子的吸附能力，MoS2以其独特的结构，重金属吸附膜层间通过相互堆叠，促使其具有较大的比表面积，从而增强重金属吸附膜整体的吸附能力。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种重金属元素吸附膜的制作方法，
包括以下步骤：
[0008]S1、以PAN为基膜材料、DMAC为溶解剂，利用相转化法合成制备PAN基膜；
[0009]S2、以MoS2为改性剂对PAN基膜进行改性处理，制备MoS2
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PAN吸附膜；
[0010]S3、制备交联剂和改性丙烯酰胺凝胶溶液；
[0011]S4、使用玻璃夹片和培养箱进行培养，最终得到重金属吸附膜。
[0012]优选的，所述以PAN为基膜材料、DMAC为溶解剂，利用相转化法合成制备PAN基膜，包括以下步骤：
[0013]S101、称取一定质量的PAN粉末，加入DMAC中，在一定温度下，利用机械搅拌器搅拌24h，保证PAN粉末充分溶解；
[0014]S102、停止搅拌，在相应反应温度下，静置沉淀一定的时间后，得到铸膜液并将铸膜液通过刮膜机刮制成膜；
[0015]S103、将所制备的PAN基膜放入凝固浴中储存、备用。
[0016]优选的，所述以MoS2为改性剂对PAN基膜进行改性处理，制备MoS2
‑
PAN吸附膜，包括以下步骤：
[0017]S201、将MoS2加入DMAC中，经超声振荡6h，使其均匀分散在DMAC中；
[0018]S202、再向步骤S201所得的溶液中加入一定质量的PAN粉末，并加入DMAC补齐至100g，在一定温度下，利用机械搅拌器搅拌24h，保证PAN粉末充分溶解的同时与MoS2充分接触、反应；
[0019]S203、停止搅拌，在相应反应温度下，静置沉淀足够的时间后得到铸膜液；
[0020]S204、通过刮膜机刮制成膜，将所制备的MoS2
‑
PAN吸附膜放入凝固浴中储存、备用。
[0021]优选的，所述制备交联剂和改性丙烯酰胺凝胶溶液，包括以下步骤：
[0022]S301、甲基丙烯酸酯4～9份、环氧氯丙烷10～30份、甲基丙烯酸环氧酯15～20份、甲醚化六羟甲基三聚氰胺3～5份、丙酮25～40份和丁二烯4～11份，作为备用原料；
[0023]S302、将交联剂加入纯水中，55～70℃温度条件下搅拌均匀，再加入丙烯酰胺，就像搅拌均匀，从而制得丙烯酰胺凝胶溶液；
[0024]S303、将MoS2
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PAN改性材料和丙烯酰胺凝胶溶液混合，搅拌15～30min，使丙烯酰胺凝胶溶液在MoS2
‑
PAN改性材料中分散均匀，制备改性丙烯酰胺凝胶溶液。
[0025]优选的，将制备的MoS2
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PAN吸附膜置入玻璃夹片，并将改性丙烯酰胺凝胶溶液注入玻璃夹片内的MoS2
‑
PAN吸附膜表面，将玻璃板移至40～55℃的培养箱中，培养30～60min后取出。
[0026]优选的，将取出的玻璃夹片进行水合15～30h，期间换水1～3次，最终制得重金属吸附膜。
[0027]一种重金属元素吸附膜设备，包括控制器、控温底座、搅拌筒、顶板、驱动电机、转动杆和出料管，所述搅拌筒的底部与控温底座的顶部固定安装，且所述控温底座的顶部设置有加热管，所述搅拌筒的底端外侧与控制器的内侧固定安装。
[0028]优选的，所述控制器的内侧设置有温度检测件，所述搅拌筒的顶端外侧设置有加料嘴，所述搅拌筒的顶端两侧对称固定连通有两个加料管，所述搅拌筒的顶部与顶板的底部固定安装，且所述顶板的顶部与驱动电机的底部固定安装，所述搅拌筒的底端一侧与出
料管的一端固定连通，且所述出料管的顶部设置有阀门。
[0029]优选的，所述转动杆的外侧均匀设置有三个搅拌组件，所述搅拌组件包括固定件，所述固定件的外侧均匀固定连接有四个搅拌叶片，所述搅拌叶片的一端固定连接有刮板。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0031]1、通过利用聚丙烯腈(PAN)为基膜、硫化钼(MoS2)为改性剂制备MoS2
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PAN有机
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无机复合膜，PAN分子含有大量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重金属元素吸附膜设备的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以PAN为基膜材料、DMAC为溶解剂，利用相转化法合成制备PAN基膜；S2、以MoS2为改性剂对PAN基膜进行改性处理，制备MoS2
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PAN吸附膜；S3、制备交联剂和改性丙烯酰胺凝胶溶液；S4、使用玻璃夹片和培养箱进行培养，最终得到重金属吸附膜。2.根据权利要求1所述的一种重金属元素吸附膜设备的制作方法，其特征在于：所述以PAN为基膜材料、DMAC为溶解剂，利用相转化法合成制备PAN基膜，包括以下步骤：S101、称取一定质量的PAN粉末，加入DMAC中，在一定温度下，利用机械搅拌器搅拌24h，保证PAN粉末充分溶解；S102、停止搅拌，在相应反应温度下，静置沉淀一定的时间后，得到铸膜液并将铸膜液通过刮膜机刮制成膜；S103、将所制备的PAN基膜放入凝固浴中储存、备用。3.根据权利要求1所述的一种重金属元素吸附膜设备的制作方法，其特征在于：所述以MoS2为改性剂对PAN基膜进行改性处理，制备MoS2
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PAN吸附膜，包括以下步骤：S201、将MoS2加入DMAC中，经超声振荡6h，使其均匀分散在DMAC中；S202、再向步骤S201所得的溶液中加入一定质量的PAN粉末，并加入DMAC补齐至100g，在一定温度下，利用机械搅拌器搅拌24h，保证PAN粉末充分溶解的同时与MoS2充分接触、反应；S203、停止搅拌，在相应反应温度下，静置沉淀足够的时间后得到铸膜液；S204、通过刮膜机刮制成膜，将所制备的MoS2
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PAN吸附膜放入凝固浴中储存、备用。4.根据权利要求1所述的一种重金属元素吸附膜设备的制作方法，其特征在于：所述制备交联剂和改性丙烯酰胺凝胶溶液，包括以下步骤：S301、甲基丙烯酸酯4～9份、环氧氯丙烷10～30份、甲基丙烯酸环氧酯15～20份、甲醚化六羟甲基三聚氰胺3～5份、丙酮25～40份和丁二烯4～11份，作为备用原料；S302、将交联剂加入纯水中，55～70℃温度条件下搅拌均匀，再加入丙烯酰胺，就像搅拌均匀，从而制得丙烯酰胺凝胶溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，罗军，唐晨，吴璟，崔灯林，
申请(专利权)人：南京海关工业产品检测中心，
类型：发明
国别省市：