一种印染废水脱色膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种印染废水脱色膜的制备方法，由一水乙酸铜、十水硼酸钠、盐酸多巴胺、2‑溴异丁酰溴、纳米二氧化钛、水合肼、壳聚糖、氯乙酸、硝酸银、β环糊精、聚丙烯酸等原料制成，本发明专利技术将得到的银颗粒负载壳聚糖与β环糊精等进行包埋，通过静电纺丝和热交联形成稳定的纤维膜结构，由此得到的纤维膜利用浸渍引入接枝改性的纳米二氧化钛，利用其表面大量的活性位增加与废水的反应接触面，再通过一水乙酸铜浸渍负载一层纳米铜膜，利用其快速传导电子的特点加速还原反应的进程，提高染料脱色速度，由此得到的脱色膜效率高、稳定性强，突破了传统印染废水脱色处理的不足，在污染控制方面具有显著的应用价值。

Preparation of a decolorizing film for printing and dyeing wastewater

The invention discloses a preparation method of a decolorizing film for printing and dyeing wastewater, which is made of copper acetate monohydrate, sodium borate decahydrate, dopamine hydrochloride, 2_bromoisobutyryl bromide, nanometer titanium dioxide, hydrazine hydrate, chitosan, chloroacetic acid, silver nitrate, beta cyclodextrin, polyacrylic acid and other raw materials. Sugar is embedded with beta-cyclodextrin, and a stable fiber membrane structure is formed by electrospinning and thermal crosslinking. The resulting fiber membrane is impregnated with grafted nano-titanium dioxide. A large number of active sites on the surface of the membrane are used to increase the contact surface with wastewater, and then a layer of nano-copper film is impregnated with copper acetate monohydrate. The decolorization film obtained by this method has high efficiency and stability, breaking through the deficiency of traditional decolorization treatment of printing and dyeing wastewater, and has significant application value in pollution control.

【技术实现步骤摘要】
一种印染废水脱色膜的制备方法
本专利技术涉及水体净化
，尤其涉及一种印染废水脱色膜的制备方法。
技术介绍
随着工业技术的进步，印染废水已成为水污染现象中不可忽视的重要污染源。据报道，由于印染行业中不完善的处理和清洗技术，大概有10-20%的染料从生产的剩余液体中排出。这些染料不仅严重影响水质，表现出颜色的变化，并且抑制阳光进入水体从而降低了水中生物的光合作用，许多染料是有毒的，而且其中一部分具有致癌和致突变性。因此，去除水中染料类污染物对保护环境具有十分重要的意义。现已有很多物理、化学和生物方法用于处理印染废水中的染料，包括吸附法、混凝沉淀法、好氧和厌氧微生物降解法。但在实际使用中具有降解条件苛刻、制备过程复杂、价格昂贵、周期长、循环再生能力差等问题，因此，有必要开发高效而操作简便的处理方法。纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、简单易制备等优点，通过调节纤维材料组分、纤维膜微观结构及表面化学性质，可以赋予纤维膜强氧化还原、高吸附等多种功能，以满足印染废水处理领域的应用需求。通常膜材料只能截留细菌，没有抑菌或杀菌功能，因此膜生物污染是膜使用和分离
面临的技术难题。壳聚糖是天然阳离子型多糖，具有来源广泛、价格低廉、无毒无害以及可降解等优点，其分子链上含有大量的氨基和羟基，能与许多金属离子形成稳定的螯合物，但由于壳聚糖具有不溶于一般溶剂的性质，从而使其应用受到限制。β环糊精为白色结晶化合物，其内部疏水、外部亲水的分子结构特征最引人关注。环糊精可以与某些结构的分子通过非共价键相互作用，形成稳定的主客体包合物，广泛用于吸附材料、药物载体等。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种印染废水脱色膜的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种印染废水脱色膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将浓度为0.05-0.08g/mL的十水硼酸钠水溶液在氮气保护下与盐酸多巴胺混合搅拌10-15分钟，之后温度降至零下5-0℃，冰浴条件下加入2-溴异丁酰溴，搅拌18-24小时，之后加入4-6mol/L盐酸溶液，并用乙酸乙酯萃取，干燥分离，得产物备用；（2）将纳米二氧化钛溶于体积分数为40-80%的乙醇溶液中，避光搅拌均匀后加入步骤1所得产物，继续避光搅拌12-15小时，完成后用乙醇和清水轮流清洗，送入烘箱中干燥备用；（3）将壳聚糖按固液比1:（15-18）g/mL溶于异丙醇溶液中，再缓慢向其中加入溶液总质量1-2%的氢氧化钠，升温至55-65℃不断搅拌碱化60-80分钟，之后再向其中加入壳聚糖2-3倍质量的氯乙酸，继续反应4-5小时，然后将硝酸银水溶液加入到上述溶液中，维持55-65℃保温24-48小时，最后加乙醇沉淀，过滤干燥收集得到的改性壳聚糖；（4）将β环糊精、聚丙烯酸、柠檬酸以及N，N-二甲基甲酰胺按质量比（15-16）：（3-4）：（3-4）：（75-80）混合后磁力搅拌5-6小时，升温至60-65℃后按固液比1-4.5mg/mL加入步骤3所得改性壳聚糖，混匀后静置10-12小时，之后将溶液进行纺丝，所得纺丝纤维膜置于150-180℃下热交联120-150分钟，得纤维膜备用；（5）将一水乙酸铜、85-90%的水合肼以及水按（3-4）g：（10-12）mL：（250-300）mL用量比混合搅拌为均匀溶液备用；（6）将步骤2所得产物溶于10-15倍于其质量的体积分数为50%的乙醇溶液中，搅匀后将纤维膜浸入其中，2-4小时后取出风干，再将其浸入步骤5所得溶液中，10-12小时后取出，并在50-60℃下真空干燥，即得本专利技术脱色膜。所述步骤1中十水硼酸钠、盐酸多巴胺、2-溴异丁酰溴的用量比为（3-4）g：（1-1.5）g：（1-2）mL。所述步骤2中纳米二氧化钛与步骤1产物的质量比为（1-2）：1。所述步骤3中硝酸银水溶液的浓度为180-200mmol/L，用量为异丙醇溶液体积的30-35%。所述步骤4中纺丝时针头与接收板之间的距离控制为12-15cm，电压为15-18kV，推进速度为0.6-1.0mL/h。所述步骤6中干燥前将纤维膜分别用清水和无水乙醇各洗涤2-3次。本专利技术的优点是：本专利技术通过对壳聚糖进行羧甲基化改性，增强其水溶性的同时增加活性基团，将具有抗菌功能的纳米银负载于改性壳聚糖的基团间，提高银颗粒的分散效果和负载稳定性，在此基础上将得到的银颗粒负载壳聚糖与β环糊精等进行包埋，通过静电纺丝和热交联形成稳定的纤维膜结构，阻止了细菌等微生物在膜表面形成生物膜，防止膜生物污染，有效避免稳定成分失活的缺陷，不仅具有很好的力学性能，并具有较低的水溶胀性和优秀的吸附性，赋予了纤维膜极高的功能性，由此得到的纤维膜利用浸渍引入接枝改性的纳米二氧化钛，利用其表面大量的活性位增加与废水的反应接触面，同时解决了纳米二氧化钛粉体材料容易团聚且回收困难的问题，在此基础上再通过一水乙酸铜浸渍负载一层纳米铜膜，利用其快速传导电子的特点加速还原反应的进程，提高染料脱色速度，由此得到的脱色膜效率高、稳定性强，突破了传统印染废水脱色处理的不足，在污染控制方面具有显著的应用价值。具体实施方式一种印染废水脱色膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将浓度为0.06g/mL的十水硼酸钠水溶液在氮气保护下与盐酸多巴胺混合搅拌10分钟，之后温度降至零下5-0℃，冰浴条件下加入2-溴异丁酰溴，搅拌20小时，之后加入5mol/L盐酸溶液，并用乙酸乙酯萃取，干燥分离，得产物备用，其中十水硼酸钠、盐酸多巴胺、2-溴异丁酰溴的用量比为4g：1g：1.5mL；（2）将纳米二氧化钛溶于体积分数为60%的乙醇溶液中，避光搅拌均匀后加入步骤1所得产物，纳米二氧化钛与步骤1产物的质量比为2：1，继续避光搅拌12小时，完成后用乙醇和清水轮流清洗，送入烘箱中干燥备用；（3）将壳聚糖按固液比1:16g/mL溶于异丙醇溶液中，再缓慢向其中加入溶液总质量1.5%的氢氧化钠，升温至60℃不断搅拌碱化70分钟，之后再向其中加入壳聚糖2倍质量的氯乙酸，继续反应5小时，然后将硝酸银水溶液加入到上述溶液中，硝酸银水溶液的浓度为200mmol/L，用量为异丙醇溶液体积的30%，维持60℃保温36小时，最后加乙醇沉淀，过滤干燥收集得到的改性壳聚糖；（4）将β环糊精、聚丙烯酸、柠檬酸以及N，N-二甲基甲酰胺按质量比15：3：3：75混合后磁力搅拌5小时，升温至60℃后按固液比2.5mg/mL加入步骤3所得改性壳聚糖，混匀后静置12小时，之后将溶液进行纺丝，纺丝时针头与接收板之间的距离控制为13cm，电压为16kV，推进速度为0.8mL/h，所得纺丝纤维膜置于160℃下热交联120分钟，得纤维膜备用；（5）将一水乙酸铜、90%的水合肼以及水按3g：10mL：290mL用量比混合搅拌为均匀溶液备用；（6）将步骤2所得产物溶于12倍于其质量的体积分数为50%的乙醇溶液中，搅匀后将纤维膜浸入其中，3小时后取出风干，再将其浸入步骤5所得溶液中，10小时后取出，将纤维膜分别用清水和无水乙醇各洗涤3次，并在55℃下真空干燥，即得本专利技术脱色膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印染废水脱色膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将浓度为0.05‑0.08g/mL的十水硼酸钠水溶液在氮气保护下与盐酸多巴胺混合搅拌10‑15分钟，之后温度降至零下5‑0℃，冰浴条件下加入2‑溴异丁酰溴，搅拌18‑24小时，之后加入4‑6mol/L盐酸溶液，并用乙酸乙酯萃取，干燥分离，得产物备用；（2）将纳米二氧化钛溶于体积分数为40‑80%的乙醇溶液中，避光搅拌均匀后加入步骤1所得产物，继续避光搅拌12‑15小时，完成后用乙醇和清水轮流清洗，送入烘箱中干燥备用；（3）将壳聚糖按固液比1:（15‑18）g/mL溶于异丙醇溶液中，再缓慢向其中加入溶液总质量1‑2%的氢氧化钠，升温至55‑65℃不断搅拌碱化60‑80分钟，之后再向其中加入壳聚糖2‑3倍质量的氯乙酸，继续反应4‑5小时，然后将硝酸银水溶液加入到上述溶液中，维持55‑65℃保温24‑48小时，最后加乙醇沉淀，过滤干燥收集得到的改性壳聚糖；（4）将β环糊精、聚丙烯酸、柠檬酸以及N，N‑二甲基甲酰胺按质量比（15‑16）：（3‑4）：（3‑4）：（75‑80）混合后磁力搅拌5‑6小时，升温至60‑65℃后按固液比1‑4.5mg/mL加入步骤3所得改性壳聚糖，混匀后静置10‑12小时，之后将溶液进行纺丝，所得纺丝纤维膜置于150‑180℃下热交联120‑150分钟，得纤维膜备用；（5）将一水乙酸铜、85‑90%的水合肼以及水按（3‑4）g：（10‑12）mL：（250‑300）mL用量比混合搅拌为均匀溶液备用；（6）将步骤2所得产物溶于10‑15倍于其质量的体积分数为50%的乙醇溶液中，搅匀后将纤维膜浸入其中，2‑4小时后取出风干，再将其浸入步骤5所得溶液中，10‑12小时后取出，并在50‑60℃下真空干燥，即得本专利技术脱色膜。...

【技术特征摘要】
1.一种印染废水脱色膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将浓度为0.05-0.08g/mL的十水硼酸钠水溶液在氮气保护下与盐酸多巴胺混合搅拌10-15分钟，之后温度降至零下5-0℃，冰浴条件下加入2-溴异丁酰溴，搅拌18-24小时，之后加入4-6mol/L盐酸溶液，并用乙酸乙酯萃取，干燥分离，得产物备用；（2）将纳米二氧化钛溶于体积分数为40-80%的乙醇溶液中，避光搅拌均匀后加入步骤1所得产物，继续避光搅拌12-15小时，完成后用乙醇和清水轮流清洗，送入烘箱中干燥备用；（3）将壳聚糖按固液比1:（15-18）g/mL溶于异丙醇溶液中，再缓慢向其中加入溶液总质量1-2%的氢氧化钠，升温至55-65℃不断搅拌碱化60-80分钟，之后再向其中加入壳聚糖2-3倍质量的氯乙酸，继续反应4-5小时，然后将硝酸银水溶液加入到上述溶液中，维持55-65℃保温24-48小时，最后加乙醇沉淀，过滤干燥收集得到的改性壳聚糖；（4）将β环糊精、聚丙烯酸、柠檬酸以及N，N-二甲基甲酰胺按质量比（15-16）：（3-4）：（3-4）：（75-80）混合后磁力搅拌5-6小时，升温至60-65℃后按固液比1-4.5mg/mL加入步骤3所得改性壳聚糖，混匀后静置10-12小时，之后将溶液进行纺丝，所得纺丝纤维膜置于150-180℃下热交联12...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广顺，
申请(专利权)人：芜湖市艾德森自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34