【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分离膜制备与应用，具体涉及一种新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法及应用。
技术介绍
1、随着纺织印染工业的快速发展，世界各地都有大量的染料废水排放。染料具有毒性，其废水处理不当会进一步加剧环境污染和水资源危机，进而危害人体健康。因此，染料废水的高效净化和回用具有极其重要的意义。传统的处理工艺包括：絮凝、吸附、生物降解、氧化等工艺处理纺织废水，这些技术一般是对污染物进行无差别去除，或者是将大分子降解为小分子或离子，难以真正区分“废物”。
2、为了提高目标染料的染色效率，纺织废水中往往含有高盐度的无机盐，通常高达5-6wt%的氯化钠或硫酸钠。从染料废水中提取和再利用有价值的成分是一个重要的可持续生产概念。显然，水基染料和无机盐都是宝贵的资源，因此它们的回收利用尤为重要。纳滤技术是一种低压驱动的过滤工艺，由于其能有效地将染料和盐分从水中分离出来，可以作为一种可持续的技术来有效地处理纺织印染废水。但由于纳滤膜能有效阻断水基染料分子和多价盐，因此一般采用分子量为200-1000da的纳滤膜。纳滤膜属于压力驱动膜，这种驱动无疑使染料污染更加严重，特别是过滤染料与盐的混合溶液。
3、然而，常规界面聚合制备的纳滤膜具有致密的分离层，可有效阻碍染料的通过，但同时对盐的渗透性较差，尤其是对二价盐。因此，松散的纳滤膜和紧密的超滤膜复合的概念被引入到染料和盐的分离中，它们比典型的nf膜具有更大的孔径。目前，已经开发出松散的nf膜和紧密的uf膜来实现染料与盐的有效分离。专利zl202411078697.4、z
4、基于此，本专利技术提出一种方法将壳聚糖季铵盐（cqas）与海藻酸钠（sa）进行诱导，在基膜表面层层聚离子凝胶化组装成膜，制备松散的lbl海洋生物质水凝胶复合膜。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法及其应用。其是以干净的超滤膜为基膜，将海洋生物质壳聚糖季铵盐及海藻酸钠的tris溶液通过连续多次的在基膜表面进行交联凝胶化及热处理后得到在基膜表面层层自组装形成水凝胶复合分离层，该膜具有对染料的高截留率及低盐离子截留率。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，包括如下步骤：
4、（1）将壳聚糖季铵盐加入0.1 m tris溶液中，加热、搅拌得到壳聚糖季铵盐溶液；
5、（2）将海藻酸钠加入0.1 mtris溶液中，加热、搅拌得到海藻酸钠溶液；
6、（3）以超滤膜为基膜，首先将壳聚糖季铵盐溶液铺展在基膜表面，静置后倒掉多余溶液，在烘箱中热处理后得到0.5层的复合膜；将海藻酸钠溶液铺展在0.5层复合膜表面，静置同等时间后将多余溶液倒掉，于烘箱中热处理得到一层自组装的水凝胶复合膜；
7、（4）在步骤（3）中所得一层自组装的水凝胶复合膜表面多次重复步骤（3），即得到层层自组装的水凝胶复合膜。
8、进一步地，步骤（1）中所述壳聚糖季铵盐溶液中壳聚糖季铵盐的重量百分比为1wt%～3wt%，所述加热的温度为60～80℃，搅拌的速度为1000~1500 rpm，搅拌时间为6～10h。
9、进一步地，步骤（2）中所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的重量百分比为1wt%～3wt%，所述加热的温度为60～80℃，搅拌速度为1000～1500 rpm，搅拌时间为6～10 h。
10、进一步地，步骤（3）中将壳聚糖季铵盐溶液铺展在基膜表面静置的时间为5～15min，热处理的温度为60～80℃，热处理的时间为10～20 min。
11、进一步地，步骤（3）中将海藻酸钠溶液铺展在0.5层复合膜表面静置的时间为5～15min，热处理的温度为60～80℃，热处理的时间为10～20 min。
12、进一步地，步骤（4）中多次重复步骤（3）的次数为n次，n为0～6。
13、由上述制备方法得到的新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜。
14、上述的新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜在染料废水处理中的应用。
15、水凝胶分子结构中含有大量亲水基团，可以捕获水分子并形成有机排斥层，在分离膜表面引入具有强水结合能力的水凝胶层。因此，该膜可在保证高分离效率的同时兼具抗染料污染的性能。本专利技术采用的海洋生物质材料绿色环保，在基膜表面凝胶化形成具备三维网络的水凝胶分离层，通过层层交联可在基膜表面形成光滑无缺陷的分离层，并可与基膜稳定结合。在对染料和盐离子的有效分离的同时，形成的水凝胶水化层屏障可有效增强膜的抗污性能。
16、本专利技术以绿色友好、生物相容性好的海洋生物质材料壳聚糖季铵盐及海藻酸钠为水凝胶基材，通过界面聚离子凝胶化法，在基膜表面成功制备了一种表面均一、高效的松散型lbl水凝胶复合膜。该复合膜表面的层层自组装形成的三维水凝胶层可有效截留染料分子，但可使水分子和盐离子通过，且此复合膜表面的荷电性可进一步增强同种离子类型染料的截留率，在特性染料分离方面可以自由调整最外层核电性以达到高效分离的目的。此外，膜表面的超亲水水合层可有效的控制膜表面被污染。
17、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
18、（1）与传统的水凝胶基材相比，本专利技术采用的是海洋生物质材料壳聚糖季铵盐及海藻酸钠，这两种材料绿色环保，同时将这两种材料引入分离膜制备领域可增加增值化利用空间。
19、（2）本专利技术中聚离子凝胶化过程更为温和，操作简单易得，有效避免传统方法造成的成本耗费问题。
20、（3）本专利技术采用间隔式层层自组装制备法，在保证通量及截留率的同时，可自由决定膜表面的荷电性，从而进一步增强膜的分离效率。
21、（4）本专利技术制备的复合膜表面的水凝胶层赋予膜亲水性，可有效增强其抗污性能。
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1.一种新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述壳聚糖季铵盐溶液中壳聚糖季铵盐的重量百分比为1wt%～3wt%，所述加热的温度为60～80℃，搅拌的速度为1000~1500 rpm，搅拌时间为6～10 h。
3.根据权利要求1所述的新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的重量百分比为1wt%～3wt%，所述加热的温度为60～80℃，搅拌速度为1000～1500 rpm，搅拌时间为6～10 h。
4.根据权利要求1所述的新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中将壳聚糖季铵盐溶液铺展在基膜表面静置的时间为5～15min，热处理的温度为60～80℃，热处理的时间为10～20 min。
5.根据权利要求1所述的新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（3）中将海藻酸钠溶液铺展在0.5层复合膜表面静置的时间为5～1
6.根据权利要求1所述的一种新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（4）中多次重复步骤（3）的次数为n次，n为0～6。
7.如权利要求1~6任意一项所述制备方法得到新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜。
8.如权利要求7所述的新型LBL海洋生物质水凝胶复合膜在染料废水处理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述壳聚糖季铵盐溶液中壳聚糖季铵盐的重量百分比为1wt%～3wt%，所述加热的温度为60～80℃，搅拌的速度为1000~1500 rpm，搅拌时间为6～10 h。
3.根据权利要求1所述的新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述海藻酸钠溶液中海藻酸钠的重量百分比为1wt%～3wt%，所述加热的温度为60～80℃，搅拌速度为1000～1500 rpm，搅拌时间为6～10 h。
4.根据权利要求1所述的新型lbl海洋生物质水凝胶复合膜的制备方法，其特征在于：步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚敏，邓培昌，王义，潘程程，李娜，李芝棠，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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