一种ABS-Ni复合分离膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种ABS

【技术实现步骤摘要】
一种ABS
‑
Ni复合分离膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及聚合物膜表面改性
，具体涉及一种ABS
‑
Ni复合分离膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]膜技术由于其高分离效率、低成本和无二次污染等优点而成为油水分离的使用最为广泛的技术。然而，膜污染问题和膜制备工艺的制约成为了膜应用过程中的巨大挑战。膜污染会导致过滤速度大幅降低，从而增加能耗和成本。而常见的膜制备工艺受到选择性能与渗透性能的相互制约，限制了膜的分离效率。因此，本领域亟需对传统的制膜工艺进行改进并开发更优的替代工艺。目前取得迅速发展的纳米静电纺丝膜、二维层状结构膜等均在膜的制备与改性方面取得了一定进展，3D打印技术也开始逐渐在膜制备中得到应用。
[0003]3D打印技术可通过计算机精确设计并控制膜的宏观结构，并具有能实现一次性成膜的优点。3D打印技术主要分为光聚合、粉末熔合、材料挤出和片材层压四类，其中熔融沉积制造(FDM)因其具有成本低、操作简单、高速等优点而被广泛应用。FDM技术根据软件预设的坐标挤出热塑性塑料丝在托盘上，经过两层塑料丝堆叠后形成膜结构。
[0004]作为3D打印技术的模型材料，丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯(ABS)兼有三种组元的共同性能且是种无毒材料，具有良好的抗冲击性、耐热性、耐低温性等。因此，与传统的商业膜相比，3D打印膜不仅具有更加坚韧以及耐酸碱性更强等优点，而且显著降低了毒性。3D打印膜为商业膜的材料和结构的优化带来了新的可能性。然而，3D打印膜无法直接用作分离膜，仍有待于通过改性以改善其亲水性、导电性、抗污染性等性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种ABS
‑
Ni复合分离膜及其制备方法与应用，本专利技术提供的ABS
‑
Ni复合分离膜具有亲水及水下超疏油性，通过重力作用就可实现高效油水分离。
[0006]为此，第一方面，本专利技术提供一种ABS
‑
Ni复合分离膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0007]对ABS膜进行以下预处理：对ABS膜进行刻蚀处理；
[0008]将预处理后的ABS膜浸入银离子水溶液中，得到吸附有银离子的ABS
‑
Ag膜；
[0009]将所述ABS
‑
Ag膜浸入化学镀镍溶液中，经过化学镀反应，制备得到ABS
‑
Ni复合分离膜。
[0010]进一步，所述ABS膜可通过3D打印制备得到，例如熔融堆积技术3D打印。
[0011]进一步，所述ABS膜的孔径为100
‑
400μm，例如100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm等。
[0012]进一步，所述预处理步骤中，在所述刻蚀处理之前还包括：用碱性溶液对ABS膜进行除油处理。
[0013]进一步，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种
或两种以上的组合。
[0014]在一些实施方式中，所述碱性溶液包括：碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠和乳化剂。
[0015]进一步，所述碱性溶液中，所述碳酸钠的浓度为30
‑
40g/L，例如30g/L、35g/L、40g/L等；所述磷酸钠的浓度为20
‑
30g/L，例如20g/L、25g/L、30g/L等；所述氢氧化钠的浓度为20
‑
30g/L，例如20g/L、25g/L、30g/L等。
[0016]在某一实施方式中，所述乳化剂为OP乳化剂，在所述碱性溶液中，OP乳化剂的浓度为0.2
‑
0.5％(V/V)，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
[0017]进一步，所述预处理的反应温度为60
‑
80℃，例如60℃、70℃、80℃等。
[0018]进一步，所述预处理的反应时间为5
‑
25min，例如5min、10min、15min、20min、25min等。
[0019]进一步，用于所述刻蚀处理的溶液包括高锰酸钾溶液。
[0020]在一些实施方式中，用于所述刻蚀处理的溶液包括：高锰酸钾、磷酸、硫酸。
[0021]进一步，用于所述刻蚀处理的溶液中，所述高锰酸钾的浓度为75
‑
85g/L，例如75g/L、80g/L、85g/L等；所述磷酸的浓度为0.5
‑
2％(V/V)，例如0.5％、1％、1.5％、2％等；所述硫酸的浓度为0.5
‑
2％(V/V)，例如约0.5％、1％、1.5％、2％等。
[0022]在另一实施方式中，用于所述刻蚀处理的溶液按照以下步骤配制得到：向高锰酸钾溶液中缓慢加入磷酸，充分搅拌均匀后制得A液；配制硫酸溶液为B液；将所述B液缓慢倒入所述A液并定容。
[0023]进一步，所述银离子溶液为硝酸银溶液或氯化银溶液。
[0024]进一步，所述银离子溶液中银离子的浓度为5
‑
15mmol/L，例如5mmol/L、8mmol/L、9.4mmol/L、10mmol/L、15mmol/L等。
[0025]根据本专利技术的技术方案，ABS膜所吸附的银离子将作为后续化学镀的催化剂。吸附银离子的反应可在室温条件下进行。
[0026]进一步，所述预处理后的ABS膜浸入银离子水溶液的时间为40min以上，例如40min、50min、60min、100min、120min等。
[0027]进一步，所述化学镀镍溶液包括：镍盐、金属络合剂和还原剂。
[0028]进一步，所述镍盐为硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、次磷酸镍、氨基磺酸镍中的一种或两种以上的组合。
[0029]进一步，所述金属络合剂为乙二胺四乙酸钠和焦磷酸钠中的一种或两种的组合。
[0030]进一步，所述还原剂为二甲胺基甲硼烷。
[0031]进一步，所述化学镀镍溶液还包括氨水。
[0032]在一些实施方式中，所述化学镀镍溶液包括硫酸镍、焦磷酸钠、氨水和二甲基氨基硼烷。
[0033]在另一些实施方式中，所述化学镀镍溶液包括六水合硫酸镍、十水合焦磷酸钠、氨水、二甲基氨基硼烷。
[0034]在再一些实施方式中，所述化学镀镍溶液中，六水合硫酸镍的浓度为20
‑
30g/L，例如20g/L、25g/L、30g/L等；十水合焦磷酸钠的浓度为45
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55g/L，例如45g/L、50g/L、55g/L等；氨的浓度为1
‑
2％，例如约1％、1.1％、1.2％、1.5％、2％等；二甲基氨基硼烷的浓度为1
‑
2g/L，例如1g/L、1.5g/L、2g/L等。
[0035]进一步，所述化学镀反应的温度为20
‑
40℃，例如20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ABS
‑
Ni复合分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对ABS膜进行以下预处理：对ABS膜进行刻蚀处理；将预处理后的ABS膜浸入银离子水溶液中，得到吸附有银离子的ABS
‑
Ag膜；将所述ABS
‑
Ag膜浸入化学镀镍溶液中，经过化学镀反应，制备得到ABS
‑
Ni复合分离膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ABS膜通过3D打印制备得到；优选地，所述ABS膜的孔径为100
‑
400μm。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理步骤中，在所述刻蚀处理之前还包括：用碱性溶液对ABS膜进行除油处理；优选地，所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化锂溶液中的一种或两种以上的组合；优选地，所述碱性溶液包括：碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠和乳化剂。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预处理的反应温度为60
‑
80℃。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，用于所述刻蚀处理的溶液包括高锰酸钾溶液；优选地，用于所述刻蚀处理的溶液包括：高锰酸钾、磷酸、硫酸；优选地，用于所述刻蚀处理的溶液中，所述高锰酸钾的浓度为75
‑
85g/L，所述磷酸的浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：申利国，韩磊，林红军，杨利宁，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：