重金属离子吸附型杂化中空纤维膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106582576A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611266057.1B01D71/34(2006.01)(22)申请日2016.12.31B01D69/08(2006.01)B01D67/00(2006.01)(71)申请人天津汉晴环保科技有限公司C02F101/20(2006.01)地址300000天津市滨海新区华苑产业区海泰华科三路1号6号楼-512(72)发明人赵义平秦颖玺姜文哲刘丽妍韩永良(74)专利代理机构天津津专知识产权代理事务所(特殊普通合伙)12220代理人胡翠(51)Int.Cl.B01J20/26(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书2页说明书10页(54)发明名称重金属离子吸附型杂化中空纤维膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种吸附重金属离子型PVDF杂化中空纤维膜，属于分离膜技术领域，特别涉及重金属离子吸附型杂化中空纤维膜及其制备方法。本发明产品其特征在于所述中空纤维膜中含有聚酰胺-胺(PAMAM)改性凹凸棒土ATP-PAMAM，所用ATP-PAMAM吸附重金属离子的能力随PAMAM超支化改性代数的增加而显著增大。本发明产品制备不需要特殊设备、工业化实施容易，膜的成本不高。本发明产品对废水中的重金属离子具有很好吸附作用，添加G3.0代ATP-PAMAM的杂化膜对Cu2+、Ni2+、Cd2+的吸附量均超过100mg/g，重金属离子去除率均在90％以上。本发明制备的是有机/无机杂化中空纤维膜，集中了PVDF中空纤维膜的优点及超支化凹凸棒土的吸附性能，膜物理性能稳定，纯水通量提高，吸附清洗后可重复使用。CN106582576ACN106582576A权利要求书1/2页1.重金属离子吸附型杂化中空纤维膜，其特征在于：通过对无机矿物质凹凸棒土进行洗涤提纯，然后采用树状大分子聚酰胺-胺(PAMAM)对其进行超支化改性，制备出对重金属离子具有高吸附能力的PAMAM改性超支化凹凸棒土(ATP-PAMAM)，再将ATP-PAMAM均匀分散在纺丝铸膜料液中，采用干-湿法纺丝工艺，纺制得所述膜。2.权利要求1所述的重金属离子吸附型杂化中空纤维膜的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：(1)凹凸棒土的预处理：称取10g～20g粒径300目～1000目的凹凸棒土，用1L蒸馏水洗涤，待沉淀后取其上层清液，500rpm离心1min后取其上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用4000rpm进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得纯化凹凸棒土；(2)初代PAMAM改性凹凸棒土的制备：在250mL三口烧瓶中加入10～15g纯化凹凸棒土、15～25mL的3-氨丙基-3-甲氧基硅烷(APES)和80～120mL的甲苯，超声分散30min，在50～75℃下反应5～8h，反应结束后用0.22μm微孔滤膜过滤，将产物放入索氏抽提器中依次用甲苯、90％～95％的乙醇回流萃取8～12h，然后60℃真空干燥24h，得到初代PAMAM改性的凹凸棒土ATP-PAMAM；(3)0.5代ATP-PAMAM的制备：在250mL三口烧瓶中加入5～10g初代PAMAM改性凹凸棒土、5～15mL丙烯酸甲酯(MA)和80～120mL甲醇，在氮气保护下50～60℃反应15～25h，反应结束后用0.22μm微孔滤膜过滤，将产物放入索氏抽提器中用四氢呋喃抽提15～25h，然后60℃真空干燥24h，得到第0.5代PAMAM改性凹凸棒土，记为G0.5；(4)1.0代ATP-PAMAM的制备：在250mL三口烧瓶中放入5～10g的0.5代PAMAM改性凹凸棒土、50～75mL的乙二胺(EDA)和80～120mL甲醇，在氮气保护下25～35℃下反应2～3天，反应结束后用0.22μm微孔滤膜过滤，将产品放入索氏提取器中用四氢呋喃抽提15～25h后，60℃真空干燥24h，得到第1.0代PAMAM改性凹凸棒土，记为G1.0；(5)2.0代ATP-PAMAM的制备：在250mL三口烧瓶中放入5～10g的1.0代PAMAM改性凹凸棒土、50～75mL的EDA和80～120mL甲醇，在氮气保护下25～35℃下反应2～3天，反应结束后用0.22μm微孔滤膜过滤，将产品放入索氏提取器中用四氢呋喃抽提15～25h后，60℃真空干燥24h，得到第2.0代PAMAM改性凹凸棒土，记为G2.0；(6)3.0代ATP-PAMAM的制备：在250mL三口烧瓶中放入5～10