申请日2017.03.03
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号B01J31/32; B01J20/26; C02F1/28; C02F1/72; B01J20/28; B01J20/30; C02F101/20; C02F101/30
摘要
一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法。本发明涉及一种二氧化锰水处理膜的制备方法。本发明目的是为了解决现有二氧化锰膜在水中稳定性差、易分散的问题。方法：一、将二氧化锰分散于去离子水中，抽滤后在滤膜表面得到一层二氧化锰膜层;二、将混有氧化剂的交联剂通过滤膜，反复过滤;三、将载有二氧化锰膜的滤膜取下，烘干后剥离，得到超稳定自支撑的二氧化锰膜。本发明所制备的二氧化锰膜在水中能够稳定存在，不分散，并具有一定孔隙率，可长期对水进行过滤处理，在滤水的同时可以对水中的重金属进行吸附去除，也可以对添加在水中的氧化剂进行催化，从而对水中难降解有机污染物进行分解去除，能够广泛用于水中微污染物的去除和净化领域。
权利要求书
1.一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法按以下步骤进行：
一、将二氧化锰均匀分散在去离子水中，得到分散液，然后将滤膜置于负压抽滤装置中，再用带滤膜的负压抽滤装置对分散液进行抽滤，抽滤后在滤膜表面得到一层二氧化锰膜层;
步骤一中所述分散液中二氧化锰的浓度为0.5g/L～1g/L;
步骤一中所述二氧化锰膜层的厚度为10μm～50μm;
二、向交联剂中加入氧化剂，混合均匀后得到氧化剂和交联剂的混合液，然后将氧化剂和交联剂的混合液通过步骤一中内置表面带有二氧化锰膜层的滤膜的负压抽滤装置，滤后液再过负压抽滤装置2～4次，得到载有交联后二氧化锰膜层的滤膜;
步骤二中所述氧化剂和交联剂的混合液中交联剂与氧化剂的物质的量的比为1：0.8～1.2;
步骤二中所述交联后二氧化锰膜层中交联剂的质量分数为20%～40%;
三、将步骤二中负压抽滤装置上的载有交联后二氧化锰膜层的滤膜取下，放入烘箱中烘干，所述烘干温度为60～80℃，烘干时间为10min～15min，剥离后得到超稳定自支撑的二氧化锰膜。
2.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述二氧化锰的微观形貌为线状、棒状、中空管状、纤维状和片层状的一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述二氧化锰的晶型为α、β、γ和δ型的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述二氧化锰膜层的厚度为20μm～50μm。
5.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述滤膜孔径为0.22μm或0.45μm。
6.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述氧化剂和交联剂的混合液中交联剂与氧化剂的物质的量的比为1：1。
7.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述交联后二氧化锰膜层中交联剂的质量分数为30%。
8.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述氧化剂为过氧化氢、过一硫酸盐、过二硫酸盐和高铁酸盐的一种或几种组合。
9.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述交联剂为邻苯二酚或盐酸多巴胺中一种或两种组合。
10.根据权利要求1所述的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述烘干温度为70℃，烘干时间为10min。
说明书
一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种二氧化锰水处理膜的制备方法。
背景技术
二氧化锰作为一种用途广泛、经济易得的金属氧化物，在水处理、工业催化、环境吸附、电池电容器等领域被广泛应用。在水处理方面，二氧化锰对金属离子具有很好的选择性吸附作用，常被用作处理重金属污染废水;同时二氧化锰具有很强的催化能力，所以也常用来催化氧化水中的难降解有机物。但目前使用二氧化锰材料常采用粉末投加方式，该方式存在使用量大、回收困难等弊端，因此，寻求二氧化锰的特殊使用形式在水处理中成为研究热点。
膜作为一种分离介质在水处理中应用极为广泛，它具有无相变、易操作、适应性强的特点。特定形貌的二氧化锰经过一定处理也可以搭叠成膜，且在干态情况下不经任何处理就可以实现自支撑，但由于二氧化锰亲水性特别强的特点，二氧化锰膜在水中极易分散、破裂，很难以膜的形式进行应用。
发明内容
本发明目的是为了解决现有二氧化锰膜在水中稳定性差易分散的问题，而提供一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法。
本发明的一种超稳定自支撑二氧化锰水处理膜的制备方法按以下步骤进行：
一、将二氧化锰均匀分散在去离子水中，得到分散液，然后将滤膜置于负压抽滤装置中，再用带滤膜的负压抽滤装置对分散液进行抽滤，抽滤后在滤膜表面得到一层二氧化锰膜层;
步骤一中所述分散液中二氧化锰的浓度为0.5g/L～1g/L;
步骤一中所述二氧化锰膜层的厚度为10μm～50μm;
二、向交联剂中加入氧化剂，混合均匀后得到氧化剂和交联剂的混合液，然后将氧化剂和交联剂的混合液通过步骤一中内置表面带有二氧化锰膜层的滤膜的负压抽滤装置，滤后液再过负压抽滤装置2～4次，得到载有交联后二氧化锰膜层的滤膜;
步骤二中所述氧化剂和交联剂的混合液中交联剂与氧化剂的物质的量的比为1：0.8～1.2;
步骤二中所述交联后二氧化锰膜层中交联剂的质量分数为20%～40%;
三、将步骤二中负压抽滤装置上的载有交联后二氧化锰膜层的滤膜取下，放入烘箱中烘干，所述烘干温度为60～80℃，烘干时间为10min～15min，剥离后得到超稳定自支撑的二氧化锰膜。
本发明的有益效果：
本发明通过对二氧化锰膜采用特殊的交联剂进行快速交联，能够制备出超稳定自支撑二氧化锰水处理膜，为水处理领域提供了一种特别实用、可行的技术，具有广阔的工业应用前景。具体优点如下：
(1)本发明所制备的超稳定自支撑二氧化锰水处理膜能够在无支撑层的情况下实现自支撑。
(2)本发明所制备的超稳定自支撑二氧化锰水处理膜在水中能够稳定存在，不分散，并具有一定孔隙率，可长期对水进行过滤处理。
(3)本发明所制备的超稳定自支撑二氧化锰水处理膜在滤水的同时可以对水中的重金属进行吸附去除，也可以对添加在水中的氧化剂进行催化，从而对水中难降解有机污染物进行分解去除，能够广泛用于水中微污染物的去除和净化等方面。