一种S-nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种S

【技术实现步骤摘要】
一种S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于水处理
，尤其涉及一种S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着水环境污染的不断加重，水处理技术也随之不断创新，目前较为先进的水处理技术是水处理膜技术，其是指利用生物膜的物质分离作用，去除水中的污染物，从而达到净化的目的。我国的水处理膜技术研发时间较短，目前的水处理膜技术还不能完全满足不同应用场景、不同水处理环境以及水处理标准的要求。
[0003]聚偏氟乙烯(PVDF)膜是一种绿色环保、化学稳定性良好的纤维超滤膜，长期置于室外环境中的PVDF膜也不易变脆或龟裂。但单独的PVDF膜在污水中易出现膜孔堵塞的问题，不仅影响水处理效果，还降低膜的使用寿命，因此需要对PVDF膜进行改性等方式使其更适用于水处理领域。
[0004]零价铁在地下水原位修复技术中具有广泛的应用，尤其是纳米零价铁(nZVI)对于去除和降解有机/无机污染物具有显著的效果。但在使用过程中，纳米零价铁因强磁性而容易形成团聚大颗粒，团聚后其有效活性位点大大减少，另外，在处理有机污染物时，nZVI因表面的亲水性也会抑制其与油性有机污染物的接触，最终导致nZVI的污水处理能力大大降低。基于此，本专利技术对nZVI进行了改性，再通过改性后的nZVI与PVDF进行复合，获得一种具有优良水处理性能的复合膜。

技术实现思路

[0005]针对上述
技术介绍
中指出的不足，本专利技术提供了一种S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法及应用，旨在解决上述
技术介绍
中现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法，步骤如下：
[0008](1)采用绿色合成法制备纳米零价铁，环保无污染，同时降低纳米零价铁的制备成本：
[0009]将茶叶研磨成粉末，用蒸馏水浸泡一定时间后进行微波反应，反应结束后过滤茶叶渣，得到茶多酚溶液，将所述茶多酚溶液与FeSO4·
7H2O溶液混合后进行振荡反应，反应后离心得到零价铁，反复用乙醇溶液清洗，真空干燥后充分研磨，得到纳米零价铁(nZVI)粉末，密封保存；
[0010](2)超声法硫化纳米零价铁
[0011]采用硫化钠超声法，将所述nZVI粉末与Na2S溶液超声反应，反应后离心、干燥、充分研磨，得到S
‑
nZVI粉末，密封保存；
[0012](3)制备复合膜
[0013]DMAC溶液中加入PVDF颗粒，置于80℃恒温水浴搅拌器中搅拌直至形成均相溶液，
取出磁子，然后在室温下向所述均相溶液中加入定量(NaPO3)6、PVP和S
‑
nZVI粉末，搅拌均匀，静置脱泡，倾倒于平面玻璃板上，均匀刮膜，最后浸泡于乙醇溶液中脱膜得到S
‑
nZVI/PVDF复合膜。
[0014]优选地，步骤(1)中，用蒸馏水浸泡茶叶粉末时，料液比为1:20
‑
1:40，浸泡时间为5
‑
10min。微波反应的条件设定为：温度60
‑
80℃，时间5
‑
8min，功率240
‑
560w。
[0015]所述茶多酚溶液与FeSO4·
7H2O溶液进行混合时，在茶叶粉末初步处理过程中料液比采用为1:20
‑
1:40的情况下，所用FeSO4·
7H2O溶液的浓度为0.1mol/L，茶多酚溶液与FeSO4·
7H2O溶液以体积比1:(1～4)进行混合。混合后溶液进行振荡反应的条件优选298K反应30min。
[0016]优选地，步骤(2)中，硫化超声处理的nZVI粉末与Na2S溶液中Fe/S＝15，Na2S溶液的浓度优选11.9mmol/L，溶剂优选95％乙醇。
[0017]优选地，步骤(3)中，所述PVDF、(NaPO3)6、PVP的质量比为6:(15～25):1.2。
[0018]上述方法制备的S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜是一种抗氧化性好，稳定性强的污水处理环保材料。
[0019]S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜活化过硫酸盐对于污水中的有机污染物具有显著的降解效果，因此，S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜活化过硫酸盐可用于水中有机污染物的降解，尤其是对2,4
‑
DCP、罗丹明B、以及磺胺甲恶唑、环丙沙星等的降解。
[0020]相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术采用简单低成本的方法制备获得了S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜，其能够活化过硫酸盐有效降解水中的有机污染物，且稳定性强，抗氧化性好，成本低，操作简便，环保不存在二次污染。
附图说明
[0022]图1是nZVI粉末的制备工艺图流程。
[0023]图2是S
‑
nZVI粉末的制备工艺图流程。
[0024]图3是S
‑
nZVI粉末与PVDF制备复合膜的工艺流程图。
[0025]图4是nZVI粉末(图A1
‑
A3)和S
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nZVI粉末(图B1
‑
B3)的扫描电镜图。
[0026]图5是不同摩尔比Fe/S的扫描电镜图。
[0027]图6是S
‑
nZVI粉末与过硫酸盐形成的降解体系降解2,4
‑
DCP的降解效果图。
[0028]图7是S
‑
NZVI/PVDF复合膜与过硫酸盐形成的降解体系降解2,4
‑
DCP的降解效果图。
[0029]图8是S
‑
NZVI/PVDF复合膜的XRD分析测试图。
[0030]图9是S
‑
NZVI/PVDF复合膜与过硫酸盐形成的降解体系降解其他污染物的去除效果。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]一、水处理膜制备
[0033]1、制备纳米零价铁
[0034]采用环保无污染的绿色合成法，降低纳米零价铁的制备成本，制备工艺如图1所示，原料选用茶叶(红茶、黑茶、龙井、白茶均可)，研磨成粉末，用蒸馏水浸泡5
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10min，料液比优选1:20
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1:40，然后进行微波反应，微波反应的条件优选：温度60
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80℃，时间5
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8min，功率240本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种S
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nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)采用绿色合成法制备纳米零价铁将茶叶研磨成粉末，用蒸馏水浸泡一定时间后进行微波反应，反应结束后过滤茶叶渣，得到茶多酚溶液，将所述茶多酚溶液与FeSO4·
7H2O溶液混合后进行振荡反应，反应后离心得到零价铁，反复用乙醇溶液清洗，真空干燥后充分研磨，得到纳米零价铁nZVI粉末，密封保存；(2)超声法硫化纳米零价铁采用硫化钠超声法，将所述nZVI粉末与Na2S溶液超声反应，反应后离心、干燥、充分研磨，得到S
‑
nZVI粉末，密封保存；(3)制备复合膜DMAC溶液中加入PVDF颗粒，置于80℃恒温水浴搅拌器中搅拌直至形成均相溶液，取出磁子，然后在室温下向所述均相溶液中加入定量(NaPO3)6、PVP和S
‑
nZVI粉末，搅拌均匀，静置脱泡，倾倒于平面玻璃板上，均匀刮膜，最后浸泡于乙醇溶液中脱膜得到S
‑
nZVI/PVDF复合膜。2.如权利要求1所述的S
‑
nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，用蒸馏水浸泡茶叶粉末时，料液比为1:20
‑
1:40，浸泡时间为5
‑
10min。3.如权利要求2所述的S
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nZVI/PVDF水处理复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述微波反应的条件设定为：温度60
‑
80℃，时间5
‑
8min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程修文，倪瑞希，刘冰蕊，范舒文，杨颖，尚江伟，冯丹，
申请(专利权)人：伊犁师范大学，
类型：发明
国别省市：