申请日2016.02.23
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号B01D39/16; D04H1/728; D04H1/4382; D01D5/00; D04H1/4334; D04H1/4358; D04H1/43; C02F1/28; B01J20/26; B01J20/30; C02F1/62; C02F101/22
摘要
本发明公开了一种用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，搅拌均匀，得到均一纺丝体系;(2)将上述均一纺丝体系采用金属圆柱电极在尼龙无纺布上进行静电纺丝以得到一复合纳米纤维膜;(3)将上述复合纳米纤维膜在浓度为1～5%的碱性水解液中水解，水洗至中性后，置于聚乙烯胺水溶液中，再进行干燥;(4)将步骤(3)加工后的复合纳米纤维膜置于戊二醛水溶液中浸泡，水洗后进行干燥，得到用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料。本发明制备条件温和，工艺简单，制备的纳米纤维过滤材料的纤维直径小、孔隙率高、孔径小、比表面积大，能有效吸附废水中的Cr(Ⅵ)，且在弱碱液中解吸后可循环使用。
权利要求书
1.一种用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，搅拌均匀，得到6～20wt%的均一纺丝体系;该高分子聚合物为聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈或聚醚酰亚胺;
(2)将上述均一纺丝体系采用金属圆柱电极在尼龙无纺布上进行静电纺丝以得到一复合纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：输出电压为35～85Kv，接收距离为8～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～80%;
(3)将上述复合纳米纤维膜在浓度为1～5%的碱性水解液中水解15～70min，水洗至中性后，置于1～3wt%的聚乙烯胺水溶液中10～30min，再于55～65℃下进行干燥，该碱性水解液中含有20～85wt%的乙醇;
(4)将步骤(3)加工后的复合纳米纤维膜置于浓度为10～220mmol/L的戊二醛水溶液中浸泡1～13min，水洗后于53～67℃进行干燥，得到用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂为水、乙醇、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、六氟异丙醇和甲酸中的至少一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碱性水解液为含有20～85wt%乙醇的氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)为：将高分子聚合物溶于溶剂中，搅拌均匀，得到6～20wt%的均一纺丝体系。
5.如权利要求1至3中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中静电纺丝的工艺参数为：输出电压为35～85Kv，接收距离为8～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～80%。
6.如权利要求1至3中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为：将上述复合纳米纤维膜在浓度为1～5%的碱性水解液中水解15～70min，水洗至中性后，置于1～3wt%的聚乙烯胺水溶液中10～30min，再于55～65℃进行干燥。
7.如权利要求1至3中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)为：将步骤(3)加工后的复合纳米纤维膜置于浓度为10～200mmol/L的戊二醛水溶液中浸泡1～10min，水洗后于55～65℃进行干燥，得到用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料。
说明书
一种用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料的制备方法
技术领域
本发明属于污水处理装置技术领域，具体涉及一种用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料的制备方法。
背景技术
铬是一种对环境和人体伤害非常大的重金属元素。铬在水中通常以三价和六价两种形态存在，六价铬的毒性远大于三价铬。化工、轻工、冶金、纺织、机械等行业都会产生大量的铬废水、废渣，而这些铬废水、废渣都由于当前经济、技术等原因不能进行有效处理，直接排放进江河湖海中，对水环境造成巨大的污染。据了解，水体中Cr(Ⅵ)浓度超过100mg/L就可以对水生物致死。人体如摄入超大剂量的铬会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。故如何降低水中的Cr(Ⅵ)浓度成为当前环境保护领域中非常紧迫的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料的制备方法。
本发明的原理如下：
本发明的具体技术方案如下：
一种用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，搅拌均匀，得到6～20wt%的均一纺丝体系;该高分子聚合物为聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈或聚醚酰亚胺;
(2)将上述均一纺丝体系采用金属圆柱电极在尼龙无纺布上进行静电纺丝以得到一复合纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：输出电压为35～85Kv，接收距离为8～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～80%;
(3)将上述复合纳米纤维膜在浓度为1～5%的碱性水解液中水解15～70min，水洗至中性后，置于1～3wt%的聚乙烯胺水溶液中10～30min，再于55～65℃进行干燥，该碱性水解液中含有20～85wt%的乙醇;
(4)将步骤(3)加工后的复合纳米纤维膜置于浓度为10～220mmol/L的戊二醛水溶液中浸泡1～13min，水洗后于55～65℃进行干燥，得到用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料。
在本发明的一个优选实施方案中，所述溶剂为水、乙醇、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、六氟异丙醇和甲酸中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方案中，所述碱性水解液为含有20～85wt%乙醇的氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)为：将高分子聚合物溶于溶剂中，搅拌均匀，得到6～20wt%的均一纺丝体系。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中静电纺丝的工艺参数为：输出电压为35～85Kv，接收距离为8～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～80%。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)为：将上述复合纳米纤维膜在浓度为1～5%的碱性水解液中水解15～70min，水洗至中性后，置于1～3wt%的聚乙烯胺水溶液中10～30min，再于55～65℃进行干燥。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(4)为：将步骤(3)加工后的复合纳米纤维膜置于浓度为10～200mmol/L的戊二醛水溶液中浸泡1～13min，水洗后于55～65℃进行干燥，得到用于去除污水中Cr(VI)的纳米纤维过滤材料。
本发明的有益效果是：本发明的制备方法通过静电纺丝技术制备复合纳米纤维膜，再经化学改性后得到的具有吸附Cr(Ⅵ)功能的纳米纤维过滤材料，其制备条件温和，工艺简单，制备的纳米纤维过滤材料的纤维直径小、孔隙率高、孔径小、比表面积大，能有效吸附废水中的Cr(Ⅵ)，且在弱碱液中解吸后可循环使用，是化工污水净化领域的优良选材。