一种单宁酸与Fe制造技术

一种单宁酸与Fe

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备复合纳滤膜的方法。
技术介绍
膜技术是在20世纪60年代后发展起来的一项分离技术。它借助于膜在分离过程中的选择渗透作用，将目标物质从气体或液体中分离开。与传统过滤方式的不同之处在于，分离在常温下进行且不需发生相变、操作方便、工艺简单，具有高效、节能、环保、操作简单、易于控制等优势，现已广泛应用于化工、食品加工、电子产品、仿生和医药领域等，在水处理方面也得到了快速的应用及发展。许多发达国家都将膜和膜技术列为优先发展的高新技术之一，并且在全世界范围内得到迅速而有效的发展，产业化规模日益扩大。纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种新型分离技术，凭借其自身优越的特点已得到广泛关注，纳滤膜的特点如下：(1)、具有纳米级孔径：适宜于分离分子量为200～1000Da，粒径在1nm左右的物质；(2)、操作压力低：一般低于1.0MPa，降低了对系统动力设备的要求；(3)、荷电性：纳滤膜的分离机理尚不明确，多为荷电膜，对高价离子有较高的截留率；(4)、较好的耐压密性：由于纳滤膜多为复合膜，其支撑层能够赋予膜以良好的耐压密性。至今为止，提出的纳滤膜分离模型有很多，如非平衡热力学模型、细孔模型、溶解—扩散模型、静电位阻模型、扩展的Nernst-Planck方程模型等，但都还不完善，纳滤膜的分离机理尚未明确。大多数学者认为对于非电解质溶液，主要是依靠筛滤或空间效应进行分离；对于电解质溶液，是在空间效应和静电作用的共同作用下达到分离效果的。另外，影响纳滤膜分离的因素还包括膜表面的粗糙度和膜的孔径分布等。随着纳滤技术在生产中的应用及发展，也产生了诸多问题，如分离性能差、结构不稳定、易被微生物污染等缺点，制约了其在生产和生活中的应用。其次，传统制膜过程中使用大量的有机溶剂，有机溶剂不仅对身体健康构成威胁，对环境也有害，开发绿色、环境友好型的制膜方法变得日益重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有纳滤膜分离性能差，结构不稳定、易被微生物污染和制膜过程中使用大量的有机溶剂的问题，而提供一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法。一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，具体是按以下步骤完成的：一、制备聚合物溶液：将干燥后的聚合物溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～18％的聚合物溶液；二、将质量分数为14％～18％的聚合物溶液倒在洁净的玻璃板上流延、刮膜，刮膜后在空气中蒸发10s～30s后浸入到非溶剂体系中，20min～40min后取出，再浸入到蒸馏水中，取出后得到超滤膜基体；三、将单宁酸和铁盐溶解到水中，得到单宁酸和Fe3+的水相溶液；将步骤二中得到的超滤膜基体浸入到单宁酸和Fe3+的水相溶液中静置2h～12h，得到单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜。本专利技术的原理及优点：一、本专利技术采用单宁酸作为有机配体，Fe3+作为无机交联剂，利用二者的配位作用，在超滤膜表面形成致密的网络结构，从而制备出单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜，这种膜在对有机染料的分离过程中表现出较高的截留率，以甲基蓝染料为例，截留率高于95％；二、本专利技术的方法可以充分发挥单宁酸自身的优异性能，其分子中大量含氧官能团的存在使得本专利技术制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的表面具有良好的亲水性，这对于膜本身的通量和抗污染性都有了很大改善；三、本专利技术通过改变单宁酸与Fe3+的浓度或配比，以及超滤膜基体在混合溶液中的浸渍时间，可以很大范围内调节单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的结构和分离性能；四、本专利技术制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的渗水通量高达109L/m2·h；五、本专利技术方法操作过程简单、环保，避免了使用昂贵的试剂和复杂的操作环境，在实际应用中便于进行扩大化生产，有着相当大的应用前景。本专利技术可获得一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法。附图说明图1为实施例二制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的红外光谱图；图2为实施例二制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的XPS谱图；图3为单宁酸与Fe3+在不同配比下制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的分离性能测试图，图3中1为实施例一制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜对甲基蓝有机染料的截留率，2为实施例二制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜对甲基蓝有机染料的截留率，3为实施例三制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜对甲基蓝有机染料的截留率，4为实施例四制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜对甲基蓝有机染料的截留率，5为实施例五制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜对甲基蓝有机染料的截留率；图4为单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的渗水通量柱状图，图4中1为实施例一制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的渗水通量，2为实施例二制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的渗水通量，3为实施例三制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的渗水通量，4为实施例四制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，具体是按以下步骤完成的：一、制备聚合物溶液：将干燥后的聚合物溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～18％的聚合物溶液；二、将质量分数为14％～18％的聚合物溶液倒在洁净的玻璃板上流延、刮膜，刮膜后在空气中蒸发10s～30s后浸入到非溶剂体系中，20min～40min后取出，再浸入到蒸馏水中，取出后得到超滤膜基体；三、将单宁酸和铁盐溶解到水中，得到单宁酸和Fe3+的水相溶液；将步骤二中得到的超滤膜基体浸入到单宁酸和Fe3+的水相溶液中静置2h～12h，得到单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜。本实施方式步骤二中所述的非溶剂体系为水。本实施方式的原理及优点：一、本实施方式采用单宁酸作为有机配体，Fe3+作为无机交联剂，利用二者的配位作用，在超滤膜表面形成致密的网络结构，从而制备出单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜，这种膜在对有机染料的分离过程中表现出较高的截留率，以甲基蓝染料为例，截留率高于95％；二、本实施方式的方法可以充分发挥单宁酸自身的优异性能，其分子中大量含氧官能团的存在使得本实施方式制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的表面具有良好的亲水性，这对于膜本身的通量和抗污染性都有了很大改善；三、本实施方式通过改变单宁酸与Fe3+的浓度或配比，以及超滤膜基体在混合溶液中的浸渍时间，可以很大范围内调节单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的结构和分离性能；四、本实施方式制备的单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜的渗水通量高达109L/m2·h；五、本实施方式方法操作过程简单、环保，避免了使用昂贵的试剂和复杂的操作环境，在实际应用中便于进行扩大化生产，有着相当大的应用前景。本实施方式可获得一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的聚合物为聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚砜或聚醚砜。其他步骤与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。其他步骤与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中将干燥后的聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，其特征在于一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法具体是按以下步骤完成的：一、制备聚合物溶液：将干燥后的聚合物溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～18％的聚合物溶液；二、将质量分数为14％～18％的聚合物溶液倒在洁净的玻璃板上流延、刮膜，刮膜后在空气中蒸发10s～30s后浸入到非溶剂体系中，20min～40min后取出，再浸入到蒸馏水中，取出后得到超滤膜基体；三、将单宁酸和铁盐溶解到水中，得到单宁酸和Fe3+的水相溶液；将步骤二中得到的超滤膜基体浸入到单宁酸和Fe3+的水相溶液中静置2h～12h，得到单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，其特征在于一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法具体是按以下步骤完成的：一、制备聚合物溶液：将干燥后的聚合物溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～18％的聚合物溶液；二、将质量分数为14％～18％的聚合物溶液倒在洁净的玻璃板上流延、刮膜，刮膜后在空气中蒸发10s～30s后浸入到非溶剂体系中，20min～40min后取出，再浸入到蒸馏水中，取出后得到超滤膜基体；三、将单宁酸和铁盐溶解到水中，得到单宁酸和Fe3+的水相溶液；将步骤二中得到的超滤膜基体浸入到单宁酸和Fe3+的水相溶液中静置2h～12h，得到单宁酸与Fe3+共涂覆的复合纳滤膜。2.根据权利要求1所述的一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，其特征在于步骤一中所述的聚合物为聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚砜或聚醚砜。3.根据权利要求1所述的一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。4.根据权利要求1所述的一种单宁酸与Fe3+共涂覆制备复合纳滤膜的方法，其特征在于步骤一中将干燥后的聚合物溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵路，尤方杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学宜兴环保研究院，江苏哈宜环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32