一种污水处理膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种污水处理膜材料的制备方法，包括步骤：1)聚合型双[3‑(三乙氧基硅)丙基]胺盐的制备，2)膜材料的制备，3)碳量子点接枝膜材料，4)离子交换。本发明专利技术还公开了采用所述污水处理膜材料的制备方法制备得到的污水处理膜材料。本发明专利技术公开的污水处理膜材料机械力学性能好，具有较强的催化污水中有机物分解、吸附分离污水中重金属离子的能力，且回收分离方便易行。

A membrane material for sewage treatment and its preparation method

The invention discloses a preparation method of a sewage treatment membrane material, including steps: 1) the preparation of the polymerized double [3 (triethoxy silicon) propyl] amine salt, the preparation of the 2) film material, 3) the carbon quantum dot graft membrane material, 4) ion exchange. The invention also discloses a sewage treatment membrane material prepared by adopting the preparation method of the sewage treatment membrane material. The sewage treatment membrane material disclosed by the invention has good mechanical and mechanical properties, and has a strong ability to decompose organic matter in the sewage and adsorb heavy metal ions in sewage, and it is convenient and easy to recover and separate.

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理膜材料及其制备方法
本专利技术属于污水处理
，涉及一种膜材料及其制备方法，具体地说，涉及一种污水处理膜材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的发展及全球工业化进程的推进，环境问题日益突出，成为制约我国经济发展和社会进步的主要因素之一，其中，水污染是今年来环境污染中较为严重的污染之一，其对生态平衡及人们的身心健康造成了威胁。因此，寻求有效的污水处理技术成为当前业内亟待关注的焦点。传统污水处理的方法主要有生物法，电解法，化学法和光催化法。生物法占地面积大，适用范围窄，效果也不理想；电解法虽然效果好于生物法，但是能源消耗大，推广困难；化学法在分解污染物的同时容易造成二次污染，无法将有机物完全转化为无毒无害的小分子，光催化法是利用光能进行物质转换的方法之一，能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，其成本低、无二次污染，但其存在光量子效率和光活性较低的问题。除此以外，现有技术中的污水处理方法或多或少存在着需要昂贵的专用设备，耗能大，回收分离循环利用困难，运行费用高，特别对中小企业来说是个非常沉重的负担。采用具有污水处理功能的膜材料来处理污水，是一种有效的污水处理方法，其成本低，回收分离容易，现有技术中的污水处理膜材料大多只是对污水起到过滤分离作用，没有催化污水中有机物分解、吸附分离重金属离子的能力，且它们机械力学性能有待进一步提高。因此，开发一种机械力学性能更好，具有催化污水中有机物分解、吸附分离污水中重金属离子的能力的污水处理膜材料具有广泛的市场价值和应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种污水处理膜材料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对设备要求不高，适合大规模生产；通过所述制备方法制备得到的污水处理膜材料机械力学性能更好，具有更强的催化污水中有机物分解、吸附分离污水中重金属离子的能力，且回收分离方便易行，有利于节能环保和降低成本。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种污水处理膜材料的制备方法，包括如下步骤：1)聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐的制备：将4-乙烯基苄氯溶于有机溶剂中，并向其中加入双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺，在氧气氛围下30-40℃下搅拌反应6-8小时，用乙醚洗涤产物3-5次后旋蒸除去溶剂；2)膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪、二(2-甲基-2-丙烯酸)2-羟基-1,3-丙二醇酯、纳米二氧化钛、光引发剂、乳化剂混合并超声10-15分钟，后放入模具内，在氮气或惰性气体氛围下，波长为220-250nm的紫外光下反应30-40分钟；3)碳量子点接枝膜材料：将经过步骤2)制备得到的膜材料浸泡在70-80℃下的浓度为10mg/mL的碳量子点的水溶液中10-12小时，后取出并用水洗4-5次；4)离子交换：将经过步骤3)制备得到的膜材料浸泡在温度为50-60℃质量分数为5-10％的二亚乙基三胺五乙酸二酐的水溶液中浸泡50-60小时，后取出再浸泡在水中10-15小时，后置于鼓风干燥箱50-60℃下烘8-12小时。优选地，步骤1)中所述4-乙烯基苄氯、有机溶剂、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺的质量比为1：(5-10)：1.4。优选地，所述有机溶剂选自乙醚、乙酸乙酯、丙酮中的一种或几种。优选地，步骤2)中所述聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪、二(2-甲基-2-丙烯酸)2-羟基-1,3-丙二醇酯、纳米二氧化钛、光引发剂、乳化剂的质量比为1：(1-2):1：(0.1-0.2)：(0.03-0.05)：(0.03-0.05)；优选地，所述光引发剂选自安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的一种或几种。优选地，所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。优选地，所述惰性气体选自氖气、氦气、氩气中的一种或几种。一种污水处理膜材料，采用所述污水处理膜材料的制备方法制备得到。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的污水处理膜材料的制备方法，简单易行，原料易得，价格低廉，对设备要求不高，适合大规模生产。2)本专利技术提供的污水处理膜材料，机械力学性能更好，抗紫外老化性能更优异，具有更强的催化污水中有机物分解、吸附分离污水中重金属离子的能力，且回收分离方便易行，有利于节能环保和降低成本。3)本专利技术提供的污水处理膜材料，性能更稳定、光催化效率高、可见光响应范围宽、污水处理效果显著。4)本专利技术提供的污水处理膜材料，分子链上含有三乙氧基硅结构与无机光催化剂二氧化钛的相容性和分散性好，分子链上还含有氨基结构，与碳量子点接枝，用利于碳量子点的分散及与有机聚合物膜的相容性；二氧化钛和碳量子点协同作用，能大大提高光催化效率，对有机污水处理效果更好、速率更快。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的所述碳量子点购自南京捷纳思新材料有限公司；其他原料来自于上海泉昕进出口贸易有限公司。实施例1一种污水处理膜材料的制备方法，包括如下步骤：1)聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐的制备：将4-乙烯基苄氯10g溶于乙醚50g中，并向其中加入双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺14g，在氧气氛围下30℃下搅拌反应6小时，用乙醚洗涤产物3次后旋蒸除去溶剂；2)膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐10g、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪10g、二(2-甲基-2-丙烯酸)2-羟基-1,3-丙二醇酯10g、纳米二氧化钛1g、安息香0.3g、十二烷基苯磺酸钠0.3g混合并超声10分钟，后放入模具内，在氮气氛围下，波长为220nm的紫外光下反应30分钟；3)碳量子点接枝膜材料：将经过步骤2)制备得到的膜材料浸泡在70℃下的浓度为10mg/mL的碳量子点的水溶液中10小时，后取出并用水洗4次；4)离子交换：将经过步骤3)制备得到的膜材料浸泡在温度为50℃质量分数为5％的二亚乙基三胺五乙酸二酐的水溶液中浸泡50小时，后取出再浸泡在水中10小时，后置于鼓风干燥箱50℃下烘8小时。一种污水处理膜材料，采用所述污水处理膜材料的制备方法制备得到。实施例2一种污水处理膜材料的制备方法，包括如下步骤：1)聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐的制备：将4-乙烯基苄氯10g溶于乙酸乙酯65g中，并向其中加入双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺14g，在氧气氛围下33℃下搅拌反应6.5小时，用乙醚洗涤产物4次后旋蒸除去溶剂；2)膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐10g、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪12g、二(2-甲基-2-丙烯酸)2-羟基-1,3-丙二醇酯10g、纳米二氧化钛1.2g、安息香双甲醚0.35g、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚0.32g混合并超声1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污水处理膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)聚合型双[3‑(三乙氧基硅)丙基]胺盐的制备：将4‑乙烯基苄氯溶于有机溶剂中，并向其中加入双[3‑(三乙氧基硅)丙基]胺，在氧气氛围下30‑40℃下搅拌反应6‑8小时，用乙醚洗涤产物3‑5次后旋蒸除去溶剂；2)膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型双[3‑(三乙氧基硅)丙基]胺盐、2,4‑二氨基‑6‑二烯丙氨基‑1,3,5‑三嗪、二(2‑甲基‑2‑丙烯酸)2‑羟基‑1,3‑丙二醇酯、纳米二氧化钛、光引发剂、乳化剂混合并超声10‑15分钟，后放入模具内，在氮气或惰性气体氛围下，波长为220‑250nm的紫外光下反应30‑40分钟；3)碳量子点接枝膜材料：将经过步骤2)制备得到的膜材料浸泡在70‑80℃下的浓度为10mg/mL的碳量子点的水溶液中10‑12小时，后取出并用水洗4‑5次；4)离子交换：将经过步骤3)制备得到的膜材料浸泡在温度为50‑60℃质量分数为5‑10％的二亚乙基三胺五乙酸二酐的水溶液中浸泡50‑60小时，后取出再浸泡在水中10‑15小时，后置于鼓风干燥箱50‑60℃下烘8‑12小时。

【技术特征摘要】
1.一种污水处理膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐的制备：将4-乙烯基苄氯溶于有机溶剂中，并向其中加入双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺，在氧气氛围下30-40℃下搅拌反应6-8小时，用乙醚洗涤产物3-5次后旋蒸除去溶剂；2)膜材料的制备：将经过步骤1)制备得到的聚合型双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺盐、2,4-二氨基-6-二烯丙氨基-1,3,5-三嗪、二(2-甲基-2-丙烯酸)2-羟基-1,3-丙二醇酯、纳米二氧化钛、光引发剂、乳化剂混合并超声10-15分钟，后放入模具内，在氮气或惰性气体氛围下，波长为220-250nm的紫外光下反应30-40分钟；3)碳量子点接枝膜材料：将经过步骤2)制备得到的膜材料浸泡在70-80℃下的浓度为10mg/mL的碳量子点的水溶液中10-12小时，后取出并用水洗4-5次；4)离子交换：将经过步骤3)制备得到的膜材料浸泡在温度为50-60℃质量分数为5-10％的二亚乙基三胺五乙酸二酐的水溶液中浸泡50-60小时，后取出再浸泡在水中10-15小时，后置于鼓风干燥箱50-60℃下烘8-12小时。2.根据权利要求1所述的污水处理膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述4-乙烯基苄氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭涛，
申请(专利权)人：郭涛，
类型：发明
国别省市：山东,37