一种处理污水的亲水-疏水不对称结构材料制造技术

本实用新型专利技术属于污水处理材料技术领域，公开了一种处理污水的亲水

A hydrophilic hydrophobic asymmetric structural material for sewage treatment

【技术实现步骤摘要】
一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料


[0001]本技术属于污水处理材料
，特别涉及一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料。

技术介绍

[0002]水是生命之源，是人类赖以生存的基础，但目前水污染问题较为严重。工业排放的含染料、重金属离子等污染物污水对生活环境和生态平衡有很大危害。对工业产生的大量含油、染料、重金属离子等污染物污水进行有效的处理，以达到回收再利用以及达标排放的目的，对于环境保护、节约水资源具有极其重要的意义。
[0003]现有技术中对含染料和重金属离子污染物的污水的处理多通过粉末或者其他材料吸附，需要离心去除吸附剂，不仅操作复杂，耗时久，而且去除染料和重金属离子的效率低。
[0004]因此，亟需提供一种新的污水处理材料，处理污水的过程简单，进一步地，可高效除去污水中的染料和重金属离子。

技术实现思路

[0005]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料，采用简单的过滤方式处理污水，使得污水处理过程简单，进一步地，对污水中的染料和重金属离子具有高的去除效率。
[0006]本技术的构思为：所述的处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料包括亲水层和疏水层，通过疏水层对水的阻力，可以调控水相通过亲水层的速率，利用这一特点，以简单的过滤方式对含染料和重金属离子等污染物的污水进行处理，可以调控染料和重金属离子等污染物在亲水层中的停留时间，从而让亲水层中的材料对染料和重金属离子等污染物进行充分吸附，最终使得污水中的染料和重金属离子等污染物的去除效率高。进一步地，调控疏水层在整个亲水
‑
疏水不对称结构材料中的厚度占比为1
‑
25％，可在污水过滤较快的情况下，还能对染料和重金属离子具有高的去除效率。
[0007]本技术的第一方面提供一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料。
[0008]具体的，一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料，依次包括亲水层和疏水层。进行污水处理时，亲水层在上，疏水层在下，污水从亲水层流入，利用重力作用，从疏水层流出。
[0009]优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料中，所述疏水层的厚度占比所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度的1
‑
25％。
[0010]进一步优选的，所述疏水层的厚度占比所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度的10
‑
20％；更优选的，所述疏水层的厚度占比所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度的13
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17％。当所述疏水层的厚度占比所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度的13
‑
17％时，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料对污水中的重金属
离子的去除效率已超过86％，对污水中染料的去除效率也高。
[0011]优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度为1
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100cm；进一步优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度为2
‑
50cm；更优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度为2
‑
10cm。所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度可根据实际需要进行调整。所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度在不超过10cm的情况下，对污水中的重金属离子的去除效率就能超过86％，甚至超过90％，对染料的去除效率也能超过95％，甚至超过99％。
[0012]优选的，所述亲水层中包括亲水材料，所述亲水材料选自石墨烯纳米片集成聚氨酯海绵(简称GNS/PUF)、多巴胺衍生物改性海绵(简称PUSDS)、石墨烯纳米纤维气凝胶或壳聚糖多巴胺改性聚偏氟乙烯膜(简称CS/DA
‑
PVDF)中的至少一种。所述亲水材料都是现有技术中已经报道过的。
[0013]进一步优选的，所述亲水材料为石墨烯纳米片集成聚氨酯海绵(简称GNS/PUF)(参见文献“Graphene nanosheets homogeneously incorporated in polyurethane sponge for the elimination of water
‑
soluble organic dyes”，Journal of Colloid and interface Science584(2021)816
‑
826，Shoichi Manabe等)。
[0014]优选的，所述疏水层中包括疏水材料，所述疏水材料选自超疏水聚氨酯海绵、疏水二氧化硅改性棉布(简称超疏水棉布)、含氟硅烷改性聚氨酯海绵、超疏水石墨烯基气凝胶、超疏水聚酰亚胺气凝胶纤维或超疏水不锈钢滤网中的至少一种。所述疏水材料都是现有技术中已经报道过的。
[0015]进一步优选的，所述疏水材料为超疏水聚氨酯海绵(参见文献“Fabrication of Bacteria
‑
and Blood
‑
Repellent Superhydrophobic Polyurethane Sponge Materials”，APPLIED MATERIALS&INTERFACES，Ekrem Ozkan等)。
[0016]优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料，依次包括亲水层和疏水层；所述亲水层包括石墨烯纳米片集成聚氨酯海绵，所述疏水层包括超疏水聚氨酯海绵。
[0017]优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料，依次包括亲水层和疏水层；所述亲水层包括多巴胺衍生物改性海绵，所述疏水层包括含氟硅烷改性聚氨酯海绵。
[0018]优选的，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料处理的污水中含有染料，染料选自亚甲基蓝、甲基橙、结晶紫、罗丹明B、孔雀石绿或碱性黄中的至少一种。
[0019]优选的，所述处理污水的亲水
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疏水不对称结构材料处理的污水中含有重金属离子，所述重金属离子选自Co
2+
、Cu
2+
和Cd
2+
中的至少一种。
[0020]相对于现有技术，本技术的有益效果在于：
[0021](1)本技术所述的处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料包括亲水层和疏水层，通过疏水层对水的阻力，可以调控水相通过亲水层的速率，利用这一特点，以简单的过滤方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料，其特征在于，依次包括亲水层和疏水层，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料的厚度为3cm；所述亲水层由亲水材料构成，所述亲水材料为石墨烯纳米片集成聚氨酯海绵；所述疏水层由疏水材料构成，所述疏水材料为超疏水聚氨酯海绵。2.根据权利要求1所述的一种处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料，其特征在于，所述处理污水的亲水
‑
疏水不对称结构材料中，所述疏水层的厚度占比所述处理污水的亲水
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾新娟，张骏，张敏，郭嘉欣，林宗源，夏雨轩，范方庆，陈啟洪，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：