一种用于污水处理的吸附膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于污水处理的吸附膜及其制备方法，属于污水处理技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种用于污水处理的吸附膜及其制备方法。该方法先将纳米级硅藻土分散于精氨酸‑丙氨酸‑天门冬氨酸（RGD）多肽的溶液中，再将无纺布浸润其中，调节pH值，干燥后得到负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体；在无纺布两侧喷淋高糖型DMEM培养基溶液，引发多肽自组装，生成纳米级水凝胶；最后再在凝胶两侧复合PVDF薄膜，得到从上到下分别为上PVDF薄膜层、多肽水凝胶层、无纺布层、多肽水凝胶层和下PVDF薄膜层的污水处理薄膜;制得的污水处理薄膜，孔径细小、吸附通道繁多，具有较高的污水吸附效率。

Adsorption membrane for sewage treatment and preparation method thereof

The invention relates to an adsorption membrane for sewage treatment and a preparation method thereof, belonging to the technical field of sewage treatment. The invention solves the technical problem of providing an adsorption membrane for sewage treatment and a preparation method thereof. In this method, nano-diatomite was dispersed in the solution of arginine-alanine-aspartic acid (RGD) polypeptide, then non-woven fabric was infiltrated into it, the pH value was adjusted, and the non-woven fabric carrier loaded with RGD polypeptide and nano-diatomite was obtained after drying. High-sugar DMEM medium solution was sprayed on both sides of the non-woven fabric to initiate the self-assembly of polypeptide. Finally, PVDF thin films were prepared on both sides of the gel, and the sewage treatment membrane was obtained from top to bottom, namely, upper PVDF film layer, polypeptide hydrogel layer, non-woven fabric layer, polypeptide hydrogel layer and lower PVDF film layer. The produced wastewater treatment membrane has many advantages, such as small pore size, high adsorption channel and high level. Sewage adsorption efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理的吸附膜及其制备方法
本专利技术涉及一种用于污水处理的吸附膜及其制备方法，属于污水处理

技术介绍
相关研究表明，造成水污染的污染物中，重金属占据主导地位，一些重金属(如铬等)对人体健康和生态环境构成了严重威胁。目前染料废水的治理方法主要有化学法、生物法和物理法。物理法是处理染料废水最简便清洁的方法，常采用吸附剂进行吸附，其中煤灰、粘土等天然吸附剂价格较低廉但是吸附效果差；活性炭吸附剂的价格较高，吸附效果较煤灰、粘土等天然吸附剂好，但是仍然无法满足人们的需求。物理吸附法对于吸附重金属有较好的效果，例如矿物材料类吸附剂，具有优良的表面特性和离子吸附与交换性能。另外，化工废水中有些含有如氰、酚、砷、汞、镉或铅等有毒或剧毒的物质，在一定的浓度下，对生物和微生物产生毒性影响。另外也可能含有无机酸、碱类等刺激性、腐蚀性的物质。目前吸附主要有两种技术，一是直接用吸附性物质制成复合吸附剂，例如以硅藻土、贝壳粉、沸石粉以及介孔分子筛等进行烧结、浸泡、干燥等多重工序制得的多孔结构材料，实现水体中多种重金属离子的去除。比如，申请号为201611154967.0的专利技术专利公开了一种污水处理用硅藻土吸附膜的生产方法，包括以下步骤，步骤一将硅藻土原矿粉碎成硅藻土颗粒；步骤二将硅藻土颗粒进行研磨；步骤三提纯得硅藻精土；步骤四进行高温煅烧；步骤五将煅烧后的硅藻精土进行粉碎；步骤六硅藻精土粉末中加入改性剂，搅拌均匀后在800～850℃的温度下，加热1～2小时得到改性硅藻土；步骤七按质量份数将100～120改性硅藻土、10～15份成孔剂和30～40份的溶解剂充分搅拌均匀制得铸膜液；步骤八将铸膜液涂覆在无纺布上获得基膜；步骤九将基膜放置于烘干炉烘干制得硅藻土吸附膜。该专利技术能够生产污水处理产品，可对微污染给水和污水进行有效处理，有效地利用了硅藻土原矿。此种工艺耗能较高，且工艺繁琐，劳动效率较低，不符合当前绿色工业的发展方向。另一种技术是将吸附填料共混于树脂中。比如申请号为201310479299.9的专利技术专利公开了一种吸附重金属离子的PVDF平板膜，利用单宁酸改性的纳米凹凸棒土，与PVDF共混后在玻璃板上刮制成平板膜，其中的功能性物质为层链状结构，含水富镁硅酸盐的凹凸棒土。对镍离子的吸附率接近40％，对汞离子的吸附率接近60％。但该种平板膜会存在吸附容量相对较小、凹凸棒土容脱附和被包覆。申请号为201610423522.1的专利技术专利公开了一种PVDF吸附膜的制备方法，属于水处理用膜
以聚偏氟乙烯(PVDF)为主要膜材料，通过改性PVDF并与功能性有机化合物结合，将功能性有机化合物涂覆到衬管表面，改性PVDF涂覆到吸附剂表面，而制备的一种具有吸附性PVDF膜的制备方法。用于去除水中的铜、汞、镉、镍等重金属离子。所述吸附膜中的功能性有机化合物为具有与金属离子较强结合能力的螯合剂，该吸附膜将亲水性PVDF与吸附剂结合，无需外压作用可出水，能同时实现吸附、过滤作用，具有吸附容量大、吸附效率高，酸性溶液中极易脱附的特点，且制备工艺简单，成本低。可见，目前存在用聚合物泡沫吸附污水的技术，但普遍是直接将吸附填料共混于树脂中，不仅存在分散不均的问题，并且吸附效率较低；同时若要实现多种吸附的功能，需添加多种不同的吸附填料，填料易团聚，因此会导致力学性能下降。
技术实现思路
针对现有污水处理吸附薄膜吸附效率低的缺陷，本专利技术提供一种吸附效率高的污水处理薄膜及其制备方法。本专利技术解决的第一个技术问题是提供一种用于污水处理的吸附膜的制备方法。本专利技术用于污水处理的吸附膜的制备方法，包括如下步骤：a、制备无纺布载体：将纳米级硅藻土分散于RGD多肽的溶液中，再将无纺布浸润其中，调节pH值至7.5～8.5，40～60min后取出干燥，得到负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体；b、负载纳米级水凝胶：在a步骤负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体两侧喷淋高糖型DMEM培养基溶液，引发多肽自组装，得到负载纳米级水凝胶的无纺布；c、制备污水处理薄膜：在b步骤负载纳米级水凝胶的无纺布两侧复合PVDF薄膜，得到污水处理膜。本专利技术方法，先将纳米级硅藻土分散于精氨酸-丙氨酸-天门冬氨酸（RGD）多肽的溶液中，再将无纺布浸润其中，调节pH值至8.0左右，干燥后得到负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体；在无纺布两侧喷淋高糖型DMEM培养基溶液，引发多肽自组装，生成纳米级水凝胶；最后再在凝胶两侧复合PVDF薄膜，得到从上到下分别为上PVDF薄膜层、多肽水凝胶层、无纺布层、多肽水凝胶层和下PVDF薄膜层的污水处理薄膜，其中无纺布层含有纳米硅藻土。通过逐层复合可得到孔径细小、吸附通道繁多的5层复合吸附膜，其中多肽水凝胶具有某种程度的亲水性，能够增加膜孔之间的贯通性；同时各种吸附材料产生协同作用，吸附通道较常规工艺制备的吸附薄膜更多，吸附效率得到提升。其中，a步骤主要为制备无纺布载体的过程，将RGD多肽和纳米硅藻土负载在无纺布上。纳米硅藻土为纳米级的硅藻土。硅藻土具有多孔性、较低的密度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性等优点，本专利技术方法将其负载在无纺布上，以提高吸附效率。RGD多肽为精氨酸-丙氨酸-天门冬氨酸多肽，是最常见的多肽之一，广泛存在于生物体内，可以作为整合素和其配体相互作用的识别位点，可以介导细胞与细胞外基质及细胞间的黏附作用，同时还具有信号传导功能，目前，对RGD多肽的研究主要是存在于生物制药中，比如对血小板功能的影响，在抗栓药物中的应用，在骨组织的诱导再生中的研究、在肿瘤细胞中的研究等。本专利技术的专利技术人发现，RGD多肽能够自组装，从而得到凝胶材料，提高对污水处理的吸附效率，因此，本专利技术在无纺布外表层负载RGD多肽。a步骤中，优选所述RGD多肽的溶液以RGD多肽为溶质，以0.5wt%的二甲基亚砜水溶液为溶剂。作为优选方案，RGD多肽的浓度为0.2～1wt%。优选的，a步骤中，纳米级硅藻土与RGD多肽的溶液的重量体积比为2～8g：5mL；优选纳米级硅藻土与RGD多肽的溶液的重量体积比为4g：5mL。常用的无纺布均适用于本专利技术，优选的，所述无纺布为聚丙烯无纺布或聚酯无纺布。更优选的，所述无纺布为聚丙烯无纺布。作为优选方案，a步骤中，调节pH值至8，选用常规的氨水或氢氧化钠作为pH调整剂。50min后取出干燥。b步骤在负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体两侧喷淋高糖型DMEM培养基溶液，引发多肽自组装，得到负载纳米级水凝胶的无纺布。DMEM是一种含各种氨基酸和葡萄糖的培养基，是在MEM培养基的基础上研制的。与MEM比较增加了各种成分用量，同时又分为高糖型（低于4500mg/L）和低糖型(低于1000mg/L)。优选的，本专利技术所述的高糖型DMEM培养基溶液中的葡萄糖含量为4000～4500mg/L。DMEM是dulbecco'smodifiedeaglemedium的缩写，所以其特点主要包括以下:(1)氨基酸含量为依格尔培养基的2倍，且含有非必需氨基酸，如甘氨酸等;(2)维生素含量为依格尔培养基的4倍;3)含有糖酵解途径中的重要物质--丙酮酸;(4)含有微量的铁离子。本专利技术的高糖型DMEM培养基溶液可以采用市售的。本专利技术的专利技术人在研究中专利技术，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于污水处理的吸附膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、制备无纺布载体：将纳米级硅藻土分散于RGD多肽的溶液中，再将无纺布浸润其中，调节pH值至7.5～8.5，40～60min后取出干燥，得到负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体；b、负载纳米级水凝胶：在a步骤负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体两侧喷淋高糖型DMEM培养基溶液，引发多肽自组装，得到负载纳米级水凝胶的无纺布；c、制备污水处理薄膜：在b步骤负载纳米级水凝胶的无纺布两侧复合PVDF薄膜，得到污水处理膜。

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理的吸附膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、制备无纺布载体：将纳米级硅藻土分散于RGD多肽的溶液中，再将无纺布浸润其中，调节pH值至7.5～8.5，40～60min后取出干燥，得到负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体；b、负载纳米级水凝胶：在a步骤负载RGD多肽和纳米硅藻土的无纺布载体两侧喷淋高糖型DMEM培养基溶液，引发多肽自组装，得到负载纳米级水凝胶的无纺布；c、制备污水处理薄膜：在b步骤负载纳米级水凝胶的无纺布两侧复合PVDF薄膜，得到污水处理膜。2.根据权利要求1所述的用于污水处理的吸附膜的制备方法，其特征在于：a步骤中，所述RGD多肽的溶液是以RGD多肽为溶质，以0.5wt%的二甲基亚砜水溶液为溶剂制备而成。3.根据权利要求1所述的用于污水处理的吸附膜的制备方法，其特征在于：a步骤中，所述RGD多肽的溶液中，RGD多肽的浓度为0.2～1wt%。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51