一种ACMO-AA改性的PVDF复合吸附膜及其制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及一种ACMO

【技术实现步骤摘要】
一种ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及一种ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]对水中重金属离子的去除我国传统且较为成熟去除重金属废水的方法有沉淀法、电解法、离子交换法、、膜分离法、吸附法及以上工艺组合法等等。
[0003]其中，化学沉淀法因其成本低、去除量大、操作简单等优点而被广泛使用，但是因需要加入大量的化学试剂、生成的底泥难处理、对pH要求高、存在返溶和二次污染的等问题，导致在实际处理废水中重金属离子的应用中受到限制。
[0004]而电解法的优点是适用范围较广、可适用于化工用水过程中的水处理以及工业用水预处理。环境相容性较好，工艺流程较为成熟简单。但是缺点也较为明显，由于电解法耗能大、处理量较小、处理费用偏高，不适合处理重金属浓度较低的废水，并且可能造成二次污染等原因，导致电解法在一些重金属离子去除的实际应用中受到限制。
[0005]离子交换法虽然操作简单、处理后出水的水质较好、处理量大、可回收等优势。但如果操作不当会造成二次污染、离子交换树脂在使用过程中容易发生氧化导致失效，使用成本较高、对高浓度的重金属离子溶液不适用等问题。
[0006]膜分离法具有不会改变物质的化学形态、能耗低、对操作温度无要求、自动化程度高、使用方便、成本低、无二次污染等优点，具有广泛的工业应用前景。但也面临着一些急需解决的问题，比如：膜的寿命较短、预处理要求较为严格，膜组件昂贵且这种半透膜极易受到污染而导致水通量下降，进而影响去除效果等问题。
[0007]吸附法具有来源广泛、成本低廉、无毒、易于降解、可以选择性吸附、可循环再生、无二次污染等优点，尤其对于重金属来说，研究开发高效、成本低廉、环境友好、可重复性使用的吸附剂是目前吸附法处理废水中重金属离子较为迫切的目标。但传统的物理吸附剂主要通过分子间作用，因而选择性低，重金属易解离。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的在于，提供一种对重金属离子吸附性良好的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜及其制备方法、应用。
[0009]第一方面，为了达到上述目的，本申请提供一种ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，包括：
[0010]S1)利用四甲基氢氧化铵碱化处理所述PVDF，得到碱化PVDF；
[0011]S2)利用4
‑
丙烯酰吗啉和丙烯酸在碱化PVDF表面共混接枝，成膜，得到PVDF复合吸附膜。
[0012]进一步地，在本申请的一些实施例中，在步骤S1中，利用四甲基氢氧化铵碱化处理所述PVDF，包括：
[0013]在加热条件下，利用四甲基氢氧化铵使PVDF发生消去反应脱去部分HF生成具有反应活性的C＝C，得到碱化PVDF。
[0014]进一步地，在本申请的一些实施例中，在步骤S1包括：
[0015]S11)提供PVDF溶液和四甲基氢氧化铵溶液；
[0016]S12)在保护气体环境下，将所述四甲基氢氧化铵溶液缓慢加入PVDF溶液中，并在45～60℃内改性反应15～30min；去除所述四甲基氢氧化铵、所述四甲基氢氧化铵的溶剂，得到碱化PVDF。
[0017]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述PVDF溶液中PVDF的浓度为0.1～0.3g/mL；和/或
[0018]所述四甲基氢氧化铵溶液中四甲基氢氧化铵的浓度为5～10μL/mL。
[0019]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述四甲基氢氧化铵溶液中的溶剂为挥发性溶剂；
[0020]所述S12)中，所述四甲基氢氧化铵的溶剂和过量的所述四甲基氢氧化铵利用加热挥发工艺去除。
[0021]进一步地，在本申请的一些实施例中，在步骤S2中，利用4
‑
丙烯酰吗啉和丙烯酸在碱化PVDF表面共混接枝，包括：
[0022]在保护气体环境中，在碱性PVDF的溶液中加入引发剂，溶解完全后，再加入混合均匀的4
‑
丙烯酰吗啉和丙烯酸，并在70～80℃下接枝反应4～6h。
[0023]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述成膜包括：
[0024]在所述接枝反应后，在体系中加入交联剂，并在70～80℃下交联1.5～3h；在基板上涂敷成液膜，并在水中相转成膜，洗涤，干燥，得到PVDF复合吸附膜。
[0025]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述4
‑
丙烯酰吗啉和丙烯酸的体积比为2.5：1～3.5：1；和/或
[0026]所述引发剂的加入量为所述碱化PVDF的0.5％～2％；和/或
[0027]所述交联剂的加入量为所述碱化PVDF的5～20％；和/或
[0028]所述体系中，碱化PVDF的浓度为0.1～0.3g/mL；和/或
[0029]所述4
‑
丙烯酰吗啉和丙烯酸的体积之和在所述体系中的体积浓度为10～40％。
[0030]第二方面，本申请提供了一种ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜。
[0031]第三方面，本申请还提供了第一方面所述的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法制备得到的PVDF复合吸附膜或第二方面所述的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜在水处理领域的应用。
[0032]本申请提供的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，利用四甲基氢氧化铵(TMAH)的强碱性，在加热条件下促使PVDF发生消去反应脱去部分HF生成具有反应活性的C＝C；再通过一步接枝法将含有丰富活性官能团的ACMO和AA原位接枝到PVDF中，得到一种结构松散、孔隙之间相互连通的多孔的PVDF复合吸附膜，该PVDF复合吸附膜可以实现对废水中Pb(II)离子高效去除。同时，本申请提供的PVDF复合吸附膜的制备方法副产物易于去除，且在中间制备工序中无需水洗，操作方法简单快捷，有利于推广使用。
[0033]本申请提供的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜对Pb(II)离子的去除效率良好，吸附效率高，在120min对Pb(II)离子最大吸附容量可达132.90mg
·
g
‑1；同时，本申请提供的
PVDF复合吸附膜还对其他重金属离子，如铜离子、汞离子、镉离子等均具有良好的吸附去除效率，其去除率均可达到90％以上。
附图说明
[0034]图1为本申请提供的碱化PVDF和未碱化的PVDF的扫描电镜图；
[0035]图2为本申请提供的碱化PVDF和未碱化的PVDF的X射线光电子能谱图；
[0036]图3为本申请提供的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的FT
‑
IR图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，其特征在于，包括：S1)利用四甲基氢氧化铵碱化处理所述PVDF，得到碱化PVDF；S2)利用4
‑
丙烯酰吗啉和丙烯酸在碱化PVDF表面共混接枝，成膜，得到PVDF复合吸附膜。2.根据权利要求1所述的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，利用四甲基氢氧化铵碱化处理所述PVDF，包括：在加热条件下，利用四甲基氢氧化铵使PVDF发生消去反应脱去部分HF生成具有反应活性的C＝C，得到碱化PVDF。3.根据权利要求2所述的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1包括：S11)提供PVDF溶液和四甲基氢氧化铵溶液；S12)在保护气体环境下，将所述四甲基氢氧化铵溶液缓慢加入PVDF溶液中，并在45～60℃内改性反应15～30min；去除所述四甲基氢氧化铵、所述四甲基氢氧化铵的溶剂，得到碱化PVDF。4.根据权利要求3所述的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，其特征在于，所述PVDF溶液中PVDF的浓度为0.1～0.3g/mL；和/或所述四甲基氢氧化铵溶液中四甲基氢氧化铵的浓度为5～10μL/mL。5.根据权利要求3所述的ACMO
‑
AA改性的PVDF复合吸附膜的制备方法，其特征在于，所述四甲基氢氧化铵溶液中的溶剂为挥发性溶剂；所述S12)中，所述四甲基氢氧化铵的溶剂和过量的所述四甲基氢氧化铵利用加热挥发工艺去除。6.根据权利要求1所述的ACMO
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美华，曾何华，李婷婷，李静，朱桂丹，
申请(专利权)人：张美华，
类型：发明
国别省市：