【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，具体涉及一种自清洁防堵三维超滤膜及其在废水处理中的应用。
技术介绍
1、超滤膜是多孔膜中的一种，主要是利用跨膜压差，通过膜表面的微孔结构来截留大于膜孔的大分子物质，如胶体、微生物和蛋白质等，而使水和小分子溶质透过超滤膜，最终实现物质的分离、浓缩和提纯。在超滤膜使用过程中，膜不可避免地会发生污染，膜污染是指料液中粒子、胶体和生物大分子等由于复杂的化学或者物理作用在膜表面或者膜孔内吸附和沉积，造成膜有效孔径变小，甚至形成滤饼层，从而导致膜通量严重下降的现象。超滤膜应用在废水处理、海水淡化和食品工业等行业时，膜污染是非常棘手的一个问题，会提高膜组件运行成本和降低运行效率，严重影响了超滤膜技术的广泛应用。通过对膜表面进行亲水改性，可改善超滤膜的疏水性，使超滤膜达到强亲水性，当采用tio2膜作为超滤膜时，通常是以紫外光照射，提高其亲水性能，但是，如果将超滤膜置于黑暗中几天后，其亲水性就会减弱，朝疏水性转换，除非是持续以紫外光进行照射，因此，其超亲水性不持久，严重制约了tio2超滤膜的应用。因此，如何保持其超亲水性能，达到在超滤过程中自清洁防堵的效果，是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种自清洁防堵三维超滤膜及其在废水处理中的应用，以聚乙烯醇、木浆纤维和钛酸四丁酯为原料，制成的超滤膜孔径合适，具有很好的过滤截留效果，同时采用冷冻干燥法，在超滤膜表面形成纳米多孔，增加吸附性，因此对于重金属离子的去除也具有很好的效果，因此，本专利
2、技术方案：一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：
3、s1：将10～15份聚乙烯醇、5～10份木浆纤维和100份水混合，置于95℃的水浴锅中加热搅拌8h，超声除气泡，获得混合溶液；
4、s2：将10～13份钛酸四丁酯、2份三乙醇胺、4份冰醋酸和12～15份无水乙醇混合，搅拌均匀，得到透明溶液；
5、s3：将浓盐酸与乙醇水溶液混合，调节ph至1，获得盐酸溶液；
6、s4：将混合溶液和透明溶液混合，在剧烈搅拌的条件下，缓慢滴入盐酸溶液，滴加完毕后，继续搅拌0.5h，脱泡后即为静电纺丝溶液；
7、s5：将静电纺丝溶液转移至静电纺丝装置的针筒中，进行静电纺丝，获得静电纺丝膜；
8、s6：将静电纺丝膜取下，室温下放置12h后置于-30～-20℃的条件下冷冻1h；
9、s7：置于真空冷冻干燥机里冷冻干燥3～4h；
10、s8：取出后用紫外线进行照射即得自清洁防堵三维超滤膜。
11、进一步的，所述s3中乙醇水溶液中乙醇和水的比例为2:1。
12、进一步的，所述s4中混合溶液和盐酸溶液的体积比为3.6:1。
13、进一步的，所述s5中静电纺丝条件为：静电纺丝溶液流速为0.2～0.5mm/min，纺丝电压为18kv，纺丝温度为20～25℃，接收距离为15cm。
14、进一步的，所述s8中紫外照射时间为10-12h。
15、上述制备方法所制备的自清洁防堵三维超滤膜。
16、进一步的，所述超滤膜孔径为30～70nm，厚度为10～50μm。
17、上述自清洁防堵三维超滤膜在废水处理中的应用。
18、有益效果：
19、1.本专利技术的自清洁防堵三维超滤膜以聚乙烯醇、木浆纤维和钛酸四丁酯为原料，制成的超滤膜孔径合适，具有很好的过滤截留效果，同时采用冷冻干燥法，在超滤膜表面形成纳米多孔，增加吸附性，因此对于重金属离子的去除也具有很好的效果，因此，本专利技术超滤膜同时具备超滤+吸附+自清洁防堵的效果。
20、2.本专利技术以钛酸四丁酯为原料，其单独制成的纳米tio2薄膜经紫外光照射后，能够形成超亲水性，但是其维持时间很短，在黑暗中放置几天后，其超亲水性就会消失。本专利技术中添加了木浆纤维，经紫外照射后，钛原子间桥氧键脱离形成氧空位，部分与空气中的水分子结合形成化学吸附水，在tio2表面形成均匀分布的纳米尺寸的亲水微区，并且此时木浆纤维上的羟基进行介入，另一部分与氧空位结合，形成不可逆结构，保持其永久的亲水性结构。在超滤时，当污染物粘在超滤膜表面时，其超亲水性使超滤膜表面和污染物间形成一种水膜，在水流流动过程中，污染物就可以自动脱落，无法粘附其上，达到防堵的效果。
21、3.本专利技术中木浆纤维本身也具有极强的吸水性和排油去污能力，能够降低超滤膜的初始接触角，提高亲水性，同时木浆纤维对于重金属离子也具有一定的吸附效果。
22、4.本专利技术中木浆纤维的添加还可以抑制tio2的晶型由锐钛矿向金红石转变，提高tio2的活性，进一步降低接触角。
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1.一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：以重量份计，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述S3中乙醇水溶液中乙醇和水的比例为2:1。
3.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述S4中混合溶液和盐酸溶液的体积比为3.6:1。
4.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜，其特征在于：所述S5中静电纺丝条件为：静电纺丝溶液流速为0.2～0.5mm/min，纺丝电压为18kV，纺丝温度为20～25℃，接收距离为15cm。
5.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述S8中紫外照射时间为10-12h。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法所制备的自清洁防堵三维超滤膜。
7.根据权利要求6所述的自清洁防堵三维超滤膜，其特征在于：所述超滤膜孔径为30～70nm，厚度为10～50μm。
8.根据权利要求6所述的自清洁防堵三维超滤膜在废水处理中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：以重量份计，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述s3中乙醇水溶液中乙醇和水的比例为2:1。
3.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述s4中混合溶液和盐酸溶液的体积比为3.6:1。
4.根据权利要求1所述的一种自清洁防堵三维超滤膜，其特征在于：所述s5中静电纺丝条件为：静电纺丝溶液流速为0.2～0.5mm/...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡守东，母永宽，
申请(专利权)人：苏州千卓环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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