[0016] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017] 为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的水处理纳米材料复合膜的各指标测试方法如下:降解性能:将各实施例所得的水处理纳米材料复合膜与对比例在90min,光强为
100mW/cm2可见光光照下,对20mg/L的甲基橙模拟废水的降解率。
[0018] 金属离子吸附性:将各实施例所得的水处理纳米材料复合膜与对比例置于铅离子浓度为5mg/L的水中,静置90min后,测量水中铅离子浓度。
[0019] 实施例1一种水处理纳米材料复合膜,按重量份数计,主要包括:65份聚偏氟乙烯,8份聚乙烯吡咯烷酮,8份纳米二氧化钛和12份微凝胶。
[0020] 一种水处理纳米材料复合膜的制备方法,所述水处理纳米材料复合膜的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将葡聚糖与水按质量比1:25混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入葡聚糖质量0.9倍的高碘酸钾,向烧瓶中以45mL/min的速率通入氮气,于温度为35℃的条件下,避光搅拌反应
12h后,得氧化葡聚糖混合液,将氧化葡聚糖混合液与质量分数为15%的氯化钡溶液按质量比1:1.5混合,于温度为40℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应50min后,过滤,去除沉淀,得预处理氧化葡聚糖混合液,将预处理氧化葡聚糖混合液与质量分数为15%的硫酸钠溶液按质量比1:1.6混合,于温度为35℃,转速为400r/min的条件下搅拌反应40min后,过滤,得氧化葡聚糖分散液,将聚烯丙胺盐酸盐与水按质量比1:180混合于烧杯中,并向烧杯加入聚烯丙胺盐酸盐质量2倍的改性碳纳米管,于转速为600r/min的条件下搅拌分散30min后,调节烧杯内物料的pH至9.8,得混合分散液,将混合分散液与氧化葡聚糖分散液按体积比1:1混合于三口烧瓶中,并控制氧化葡聚糖分散液的加入速率为8mL/min,向三口烧瓶中以
50mL/min的速率通入氮气,于温度为45℃,转速为320r/min的条件下搅拌反应2h后,抽滤,得微凝胶坯料,将微凝胶坯料于温度为75℃的条件下干燥2h,得微凝胶;
(2)将步骤(1)所得微凝胶与三氯甲烷按质量比1:20混合,并向微凝胶与三氯甲烷的混合物中加入微凝胶质量3倍的钛酸四丁酯,搅拌混合后,得微凝胶混合液,将微凝胶混合液与质量分数为10%的硝酸按质量比8:1混合,于温度为40℃,转速为300r/min的条件下搅拌水解2h后,过滤,得改性微凝胶坯料,将改性微凝胶坯料于温度为70℃的条件下干燥
2h,得改性微凝胶;
(3)将步骤(2)所得改性微凝胶与质量分数为80%的二甲基乙酰胺溶液按质量比1:
20混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入改性微凝胶质量3倍的聚偏氟乙烯和改性微凝胶质量0.4倍的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌混合后,得成膜液;
(4)将步骤(3)所得成膜液用厚度为200μm的刮刀刮涂于玻璃板上,并浸入凝胶浴中,于温度为20℃的条件下静置2min后,取出玻璃板,揭膜,得水处理纳米材料复合膜坯料,将水处理纳米材料复合膜坯料用去离子水洗涤8次后,并于温度为60℃的条件下干燥3h,得水处理纳米材料复合膜;
(5)对步骤(4)所得水处理纳米材料复合膜进行指标分析。
[0021] 作为优化,步骤(1)所述改性碳纳米管为将碳纳米管与混合酸液按质量比1:40混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得酸化碳纳米管,将二环己基碳二亚胺与4‑二甲氨基吡啶按质量比11:1混合,并加入二环己基碳二亚胺质量80倍的N.N‑二甲基甲酰胺和二环己基碳二亚胺质量0.2倍的酸化碳纳米管,搅拌分散,得碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液与聚丙烯酸按质量比60:1混合,于氮气氛围下搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性碳纳米管,将预改性碳纳米管与N.N‑二甲基甲酰胺按质量比1:50混合,并加入预改性碳纳米管质量10倍的二乙烯三胺,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性碳纳米管。
[0022] 作为优化,步骤(4)所述凝胶浴为去离子水。
[0023] 实施例2一种水处理纳米材料复合膜,按重量份数计,主要包括:65份聚偏氟乙烯,8份聚乙烯吡咯烷酮,8份纳米二氧化钛和12份微凝胶。
[0024] 一种水处理纳米材料复合膜的制备方法,所述水处理纳米材料复合膜的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将葡聚糖与水按质量比1:25混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入葡聚糖质量0.9倍的高碘酸钾,向烧瓶中以45mL/min的速率通入氮气,于温度为35℃的条件下,避光搅拌反应
12h后,得氧化葡聚糖混合液,将氧化葡聚糖混合液与质量分数为15%的氯化钡溶液按质量比1:1.5混合,于温度为40℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应50min后,过滤,去除沉淀,得预处理氧化葡聚糖混合液,将预处理氧化葡聚糖混合液与质量分数为15%的硫酸钠溶液按质量比1:1.6混合,于温度为35℃,转速为400r/min的条件下搅拌反应40min后,过滤,得氧化葡聚糖分散液,将聚烯丙胺盐酸盐与水按质量比1:180混合于烧杯中,于转速为400r/min的条件下搅拌分散30min后,调节烧杯内物料的pH至9.8,得混合分散液,将混合分散液与氧化葡聚糖分散液按体积比1:1混合于三口烧瓶中,并控制氧化葡聚糖分散液的加入速率为8mL/min,向三口烧瓶中以50mL/min的速率通入氮气,于温度为45℃,转速为320r/min的条件下搅拌反应2h后,抽滤,得微凝胶坯料,将微凝胶坯料于温度为75℃的条件下干燥
2h,得微凝胶;
(2)将步骤(1)所得微凝胶与三氯甲烷按质量比1:20混合,并向微凝胶与三氯甲烷的混合物中加入微凝胶质量3倍的钛酸四丁酯,搅拌混合后,得微凝胶混合液,将微凝胶混合液与质量分数为10%的硝酸按质量比8:1混合,于温度为40℃,转速为300r/min的条件下搅拌水解2h后,过滤,得改性微凝胶坯料,将改性微凝胶坯料于温度为70℃的条件下干燥
2h,得改性微凝胶;
(3)将步骤(2)所得改性微凝胶与质量分数为80%的二甲基乙酰胺溶液按质量比1:
20混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入改性微凝胶质量3倍的聚偏氟乙烯和改性微凝胶质量0.4倍的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌混合后,得成膜液;
(4)将步骤(3)所得成膜液用厚度为200μm的刮刀刮涂于玻璃板上,并浸入凝胶浴中,于温度为20℃的条件下静置2min后,取出玻璃板,揭膜,得水处理纳米材料复合膜坯料,将水处理纳米材料复合膜坯料用去离子水洗涤8次后,并于温度为60℃的条件下干燥3h,得水处理纳米材料复合膜;
(5)对步骤(4)所得水处理纳米材料复合膜进行指标分析。
[0025] 作为优化,步骤(1)所述改性碳纳米管为将碳纳米管与混合酸液按质量比1:40混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得酸化碳纳米管,将二环己基碳二亚胺与4‑二甲氨基吡啶按质量比11:1混合,并加入二环己基碳二亚胺质量80倍的N.N‑二甲基甲酰胺和二环己基碳二亚胺质量0.2倍的酸化碳纳米管,搅拌分散,得碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液与聚丙烯酸按质量比60:1混合,于氮气氛围下搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性碳纳米管,将预改性碳纳米管与N.N‑二甲基甲酰胺按质量比1:50混合,并加入预改性碳纳米管质量10倍的二乙烯三胺,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性碳纳米管。
[0026] 作为优化,步骤(4)所述凝胶浴为去离子水。
[0027] 实施例3一种水处理纳米材料复合膜,按重量份数计,主要包括:65份聚偏氟乙烯,8份聚乙烯吡咯烷酮,8份纳米二氧化钛和12份微凝胶。
[0028] 一种水处理纳米材料复合膜的制备方法,所述水处理纳米材料复合膜的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将葡聚糖与水按质量比1:25混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入葡聚糖质量0.9倍的高碘酸钾,向烧瓶中以45mL/min的速率通入氮气,于温度为35℃的条件下,避光搅拌反应
12h后,得氧化葡聚糖混合液,将氧化葡聚糖混合液与质量分数为15%的氯化钡溶液按质量比1:1.5混合,于温度为40℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应50min后,过滤,去除沉淀,得预处理氧化葡聚糖混合液,将预处理氧化葡聚糖混合液与质量分数为15%的硫酸钠溶液按质量比1:1.6混合,于温度为35℃,转速为400r/min的条件下搅拌反应40min后,过滤,得氧化葡聚糖分散液,将聚烯丙胺盐酸盐与水按质量比1:180混合于烧杯中,并向烧杯加入聚烯丙胺盐酸盐质量2倍的改性碳纳米管,于转速为600r/min的条件下搅拌分散30min后,调节烧杯内物料的pH至9.8,得混合分散液,将混合分散液与氧化葡聚糖分散液按体积比1:1混合于三口烧瓶中,并控制氧化葡聚糖分散液的加入速率为8mL/min,向三口烧瓶中以
50mL/min的速率通入氮气,于温度为45℃,转速为320r/min的条件下搅拌反应2h后,抽滤,得微凝胶坯料,将微凝胶坯料于温度为75℃的条件下干燥2h,得微凝胶;
(2)将钛酸四丁酯与三氯甲烷按质量比3:20混合,搅拌混合后,得钛酸四丁酯混合液,将钛酸四丁酯混合液与质量分数为10%的硝酸按质量比8:1混合,于温度为40℃,转速为
300r/min的条件下搅拌水解2h后,过滤,得纳米二氧化钛坯料,将纳米二氧化钛坯料于温度为70℃的条件下干燥2h,得纳米二氧化钛;
(3)将步骤(1)所得微凝胶与质量分数为80%的二甲基乙酰胺溶液按质量比1:20混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入微凝胶质量3倍的聚偏氟乙烯,微凝胶质量0.3倍的步骤(2)所得纳米二氧化钛和微凝胶质量0.4倍的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌混合后,得成膜液;
(4)将步骤(3)所得成膜液用厚度为200μm的刮刀刮涂于玻璃板上,并浸入凝胶浴中,于温度为20℃的条件下静置2min后,取出玻璃板,揭膜,得水处理纳米材料复合膜坯料,将水处理纳米材料复合膜坯料用去离子水洗涤8次后,并于温度为60℃的条件下干燥3h,得水处理纳米材料复合膜;
(5)对步骤(4)所得水处理纳米材料复合膜进行指标分析。
[0029] 作为优化,步骤(1)所述改性碳纳米管为将碳纳米管与混合酸液按质量比1:40混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得酸化碳纳米管,将二环己基碳二亚胺与4‑二甲氨基吡啶按质量比11:1混合,并加入二环己基碳二亚胺质量80倍的N.N‑二甲基甲酰胺和二环己基碳二亚胺质量0.2倍的酸化碳纳米管,搅拌分散,得碳纳米管分散液,将碳纳米管分散液与聚丙烯酸按质量比60:1混合,于氮气氛围下搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性碳纳米管,将预改性碳纳米管与N.N‑二甲基甲酰胺按质量比1:50混合,并加入预改性碳纳米管质量10倍的二乙烯三胺,搅拌反应后,过滤,干燥,得改性碳纳米管。
[0030] 作为优化,步骤(4)所述凝胶浴为去离子水。
[0031] 实施例4一种水处理纳米材料复合膜,按重量份数计,主要包括:65份聚偏氟乙烯,8份聚乙烯吡咯烷酮,8份纳米二氧化钛和12份改性碳纳米管。
[0032] 一种水处理纳米材料复合膜的制备方法,所述水处理纳米材料复合膜的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将改性碳纳米管与三氯甲烷按质量比1:20混合,并向微凝胶与三氯甲烷的混合物中加入改性碳纳米管质量3倍的钛酸四丁酯,搅拌混合后,得改性碳纳米管混合液,将改性碳纳米管混合液与质量分数为10%的硝酸按质量比8:1混合,于温度为40℃,转速为
300r/min的条件下搅拌水解2h后,过滤,得添加剂坯料,将添加剂坯料于温度为70℃的条件下干燥2h,得添加剂;
(2)将步骤(1)所得添加剂与质量分数为80%的二甲基乙酰胺溶液按质量比1:20混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入添加剂质量3倍的聚偏氟乙烯和添加剂质量0.4倍的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌混合后,得成膜液;
(3)将步骤(2)所得成膜液用厚度为200μm的刮刀刮涂于玻璃板上,并浸入凝胶浴中,于温度为20℃的条件下静置2min后,取出玻璃板,揭膜,得水处理纳米材料复合膜坯料,将水处理纳米材料复合膜坯料用去离子水洗涤8次后,并于温度为60℃的条件下干燥3h,得水处理纳米材料复合膜;
(4)对步骤(3)所得水处理纳米材料复合膜进行指标分析。
[0033] 作为优化,步骤(4)所述凝胶浴为去离子水。
[0034] 对比例一种水处理纳米材料复合膜,按重量份数计,主要包括:65份聚偏氟乙烯,8份聚乙烯吡咯烷酮,8份纳米二氧化钛。
[0035] 一种水处理纳米材料复合膜的制备方法,所述水处理纳米材料复合膜的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将钛酸四丁酯与三氯甲烷按质量比3:20混合,搅拌混合后,得钛酸四丁酯混合液,将钛酸四丁酯混合液与质量分数为10%的硝酸按质量比8:1混合,于温度为40℃,转速为
300r/min的条件下搅拌水解2h后,过滤,得纳米二氧化钛坯料,将纳米二氧化钛坯料于温度为70℃的条件下干燥2h,得纳米二氧化钛;
(2)将步骤(1)所得纳米二氧化钛与质量分数为80%的二甲基乙酰胺溶液按质量比
1:50混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入纳米二氧化钛质量8倍的聚偏氟乙烯和纳米二氧化钛质量2倍的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌混合后,得成膜液;
(3)将步骤(2)所得成膜液用厚度为200μm的刮刀刮涂于玻璃板上,并浸入凝胶浴中,于温度为20℃的条件下静置2min后,取出玻璃板,揭膜,得水处理纳米材料复合膜坯料,将水处理纳米材料复合膜坯料用去离子水洗涤8次后,并于温度为60℃的条件下干燥3h,得水处理纳米材料复合膜;
(4)对步骤(3)所得水处理纳米材料复合膜进行指标分析。
[0036] 作为优化,步骤(1)所述凝胶浴为去离子水。
[0037] 效果例下表1给出了采用本发明实施例1至4与对比例的水处理纳米材料复合膜分析结果。
[0038] 表1从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现,在制备水处理纳米材料复合膜时加入微凝胶可有效提高产品对污染水的处理效果,从实施例1于实施例2的实验数据比较可发现,当在制备微凝胶时不加入改性碳纳米管,微凝胶中对金属离子具有吸附性能的席夫碱结构减少,从而降低产品对金属离子的吸附作用,从实施例1于实施例3的实验数据比较可发现,当微凝胶不与纳米二氧化钛混合,直接加入产品中时,纳米二氧化钛分散性不佳,从而导致产品对有机物的降解性能下降,从实施例1于实施例4的实验数据比较可发现,当在制备水处理纳米材料复合膜时不加入微凝胶,纳米二氧化钛分散性不佳,从而导致产品对金属离子和有机物的处理效果不佳。
[0039] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。