一種用于吸附重金屬離子的纖維素復合膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于吸附重金屬離子的纖維素復合膜的制備方法。具體為采用霧相界面聚合的方法在細菌纖維素膜上沉積一種具有吸附重金屬離子功能的高分子使其成為具有可吸附重金屬離子功能的纖維素復合膜。屬于重金屬離子吸附材料制備領域。
【背景技術】
[0002]近年來，工業(yè)生產(chǎn)和城市化急速發(fā)展，人類的生產(chǎn)活動對環(huán)境的污染越來越嚴重。由于水是人類生存和發(fā)展的重要基礎，因此水污染問題成為了一個迫切需要解決的問題，然而，在工業(yè)生產(chǎn)中，電鍍、采礦、冶煉、印染、化工等行業(yè)排放的含有大量重金屬粒子的污水對環(huán)境造成了巨大的污染，而且這些水體中的重金屬污染物通過飲用水進入人體并在體內(nèi)積累，導致機體的代謝途徑受阻，危害人體健康，這引起了政府及社會各界的廣泛關注。傳統(tǒng)的處理含重金屬粒子廢水的方法包括化學沉淀法、電解法、溶劑萃取分離、離子交換法、膜分離技術、吸附法。這些方法在處理低濃度(100mg/L)污水時，操作頻繁、運行費用高、易形成二次污染，而且存在著處理不徹底的問題。因此，必須采取有效措施對這些金屬污染物進行有效的處理。深度處理和回收再利用重金屬不僅能減少重金屬污染物的排放、改善生態(tài)環(huán)境，還是解決水資源危機的重要途徑之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種用于吸附重金屬離子的纖維素復合膜的制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案為:
一種用于吸附污重金屬粒子的纖維素復合膜的制備方法，所述的制備方法按以下步驟進行:
A細菌纖維素膜處理液的配置
將氫氧化鈉、偶氮二甲酰胺、Span-80以10:10:1的比例分別依次加入300mL-500mL蒸餾水中攪拌溶解，得到細菌纖維素膜處理液；
B細菌纖維素膜的處理
將用去離子水清洗后的細菌纖維素膜浸入經(jīng)A步驟得到的細菌纖維素膜處理液中，60°C下恒溫lh，之后取出用去離子水清洗；
C細菌纖維素膜的霧相界面聚合
將濃度為0.5?1.5mol/L的單體溶液裝入第一霧化器反應器(I)中，第一反應器(I)置入冷卻水浴中，
將濃度為0.25?0.75mol/L的FeCl3溶液裝入第三霧化反應器(3)中，第三反應器(3)置于冷水浴中，
將經(jīng)B步驟處理后的細菌纖維素膜置于第二反應器(2)的中間，細菌纖維素膜平面垂直于霧化管道的中心線，
同時開啟第一霧化反應器(I)和第三霧化反應器(3 )中的霧化器和氣流瓶，使單體溶液和FeCl3S液霧化成懸浮液滴隨氣流分別經(jīng)導管進入到第二反應器(2)中細菌纖維素膜的兩個表面，在細菌纖維素膜的表面發(fā)生聚合反應形成均勻的分子層，得到纖維素復合膜，其中，霧化時間為0.5?3h，霧化溫度為20?70°C，霧化反應的殘余溶液經(jīng)管道流入收集器(4)中，霧化反應完成后，取出纖維素復合膜，分別用去離子水和無水乙醇清洗，置于冰箱中冷凍Ih后于冷凍干燥機中干燥。
[0004]所述的單體溶液為吡咯溶液或苯胺溶液或噻吩溶液。
[0005]由于采用了以上技術方案，本發(fā)明一種用于吸附重金屬離子的纖維素復合膜的制備方法，利用細菌纖維素膜柔順性好，可任意彎曲等特點，將細菌纖維素膜作為吸附重金屬離子的膜的基材，由于高分子對重金屬離子吸附好，吸附、脫吸簡單，利用噴霧聚合的方法，將高分子層沉積在膜上，從而可以在噴少量高分子溶液的情況下實現(xiàn)高分子層在膜的表面均勻分布，節(jié)約了高分子溶液，避免了溶液的污染和老化，提高了高分子層和膜之間的附著力。本發(fā)明制備方法簡單，原料成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。由本發(fā)明制備的纖維素復合膜具有良好的吸附重金屬離子效果，重復利用性，柔韌性，耐磨性和服用性好等特點。可廣泛用于工業(yè)處理廢水，實現(xiàn)了污水重金屬離子的再收集，節(jié)約了生產(chǎn)成本，保護了環(huán)境。膜的重復利用給污水處理提供了方便，節(jié)約了污水處理的成本。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明制備流程示意圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0008]見附圖。
[0009]一種用于吸附重金屬粒子的纖維素復合膜的制備方法，所述的制備方法按以下步驟進行:
A細菌纖維素膜處理液的配置
將氫氧化鈉、偶氮二甲酰胺、Span-80以10:10:1的比例分別依次加入300mL-500mL蒸餾水中攪拌溶解，得到細菌纖維素膜處理液；
B細菌纖維素膜的處理
將用去離子水清洗后的細菌纖維素膜浸入經(jīng)A步驟得到的細菌纖維素膜處理液中，60°C下恒溫lh，之后取出用去離子水清洗；
C細菌纖維素膜的霧相界面聚合
將濃度為0.5?1.5mol/L的單體溶液裝入第一霧化器反應器(I)中，第一反應器(I)置入冷卻水浴中，
將濃度為0.25?0.75mol/L的FeCl3溶液裝入第三霧化反應器(3)中，第三反應器(3)置于冷水浴中，
將經(jīng)B步驟處理后的細菌纖維素膜置于第二反應器(2)的中間，細菌纖維素膜平面垂直于霧化管道的中心線，
同時開啟第一霧化反應器(I)和第三霧化反應器(3 )中的霧化器和氣流瓶，使單體溶液和FeCl3S液霧化成懸浮液滴隨氣流分別經(jīng)導管進入到第二反應器(2)中細菌纖維素膜的兩個表面，在細菌纖維素膜的表面發(fā)生聚合反應形成均勻的分子層，得到纖維素復合膜，其中，霧化時間為0.5?3h，霧化溫度為20?70°C，霧化反應的殘余溶液經(jīng)管道流入收集器(4)中，霧化反應完成后，取出纖維素復合膜，分別用去離子水和無水乙醇清洗，置于冰箱中冷凍Ih后于冷凍干燥機中干燥。
[0010]所述的單體溶液為吡咯溶液或苯胺溶液或噻吩溶液。
具體實施例
[0011]實施例一
按上述方法用去離子水反復清洗細菌纖維素膜，將清洗干凈的細菌纖維素膜放在300ml加有6g氫氧化鈉、6g偶氮二甲酰胺、0.6gSpan_80的蒸餾水中，然后在60°C下恒溫處理lh，之后用去離子水清洗。配置0.5mol/L吡咯溶液和0.25mol/L的FeCl3溶液。將濃度為0.5的吡咯溶液裝入第一霧化器反應器(I)中，第一反應器(I)置入冷卻水浴中，將濃度為0.25的FeCl3溶液裝入第三霧化反應器(3)中，第三反應器(3)置于冷水浴中，將處理后的細菌纖維素膜置于第二反應器(2)的中間，細菌纖維素膜平面垂直于霧化管道的中心線，同時開啟第一霧化反應器(I)和第三霧化反應器(3 )中的霧化器和氣流瓶，使吡咯溶液和FeCl3S液霧化成懸浮液滴隨氣流分別經(jīng)導管進入到第二反應器(2)中細菌纖維素膜的兩個表面，在細菌纖維素膜的表面發(fā)生聚合反應形成均勻的分子層，得到纖維素復合膜，霧化0.5，霧化溫度為20°C，霧化反應的殘余溶液經(jīng)管道流入收集器(4)中，霧化反應完成后，取出纖維素復合膜，分別用去離子水和無水乙醇清洗，置于冰箱中冷凍Ih后于冷凍干燥機中干燥。
[0012]實施例二
按上述方法用去離子水反復清洗細菌纖維素膜，將清洗干凈的細菌纖維素膜放在400ml加有8g氫氧化鈉、8g偶氮二甲酰胺、0.8gSpan_80的蒸餾水中，然后在60°C下恒溫處理lh，之后用去離子水清洗。配置lmol/L吡咯溶液和0.5mol/LFeCl3溶液。將吡咯溶液裝入第一霧化器反應器(I)中，第一反應器(I)置入冷卻水浴中，將FeCl3S液裝入第三霧化反應器(3 )中，第三反應器(3 )置于冷水浴中，將處理后的細菌纖維素膜置于第二反應器
(2)的中間，細菌纖維素膜平面垂直于霧化管道的中心線，同時開啟第一霧化反應器(I)和第三霧化反應器(3)中的霧化器和氣流瓶，使吡咯溶液和FeCl3溶液霧化成懸浮液滴隨氣流分別經(jīng)導管進入到第二反應器(2)中細菌纖維素膜的兩個表面，在細菌纖維素膜的表面發(fā)生聚合反應形成均勻的分子層，得到纖維素復合膜，霧化1.5h，霧化溫度為50°C，霧化反應的殘余溶液經(jīng)管道流入收集器(4)中，霧化反應完成后，取出纖維素復合膜，分別用去離子水和無水乙醇清洗，置于冰箱中冷凍Ih后于冷凍干燥機中干燥。
[0013]實施例三
按上述方法用去離子水反復清洗細菌纖維素膜，將清洗干凈的細菌纖維素膜放在500ml加有1g氫氧化鈉、1g偶氮二甲酰胺、lgSpan_80的蒸餾水中，然后在60°C下恒溫處理lh，之后用去離子水清洗。配置1.5mol/L吡咯溶液和0.75mol/LFeCl3溶液。將吡咯溶液裝入第一霧化器反應器(I)中，第一反應器(I)置入冷卻水浴中，將FeCl3溶液裝入第三霧化反應器(3 )中，第三反應器(3 )置于冷水浴中，將處理后的細菌纖維素膜置于第二反應器(2)的中間，細菌纖維素膜平面垂直于霧化管道的中心線，同時開啟第一霧化反應器(I)和第三霧化反應器(3)中的霧化器和氣流瓶，使吡咯溶液和FeCl3溶液霧化成懸浮液滴隨氣流分別經(jīng)導管進入到第二反應器(2)中細菌纖維素膜的兩個表面，在細菌纖維素膜的表面發(fā)生聚合反應形成均勻的分子層，得到纖維素復合膜，霧化3h，霧化溫度為70°C，霧化反應的殘余溶液經(jīng)管道流入收集器(4)中，霧化反應完成后，取出纖維素復合膜，分別用去離子水和無水乙醇清洗，置于冰箱中冷凍Ih后于冷凍干燥機中干燥。
[0014]實施例四
按上述方法用去離子水反復清洗細菌纖維素膜，將清洗干凈的細菌纖維素膜放在300ml加有6