有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010533375.6

申请日:

2010.11.05

公开号:

CN101961648A

公开日:

2011.02.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):B01J 20/26变更事项:专利权人变更前:天津森诺过滤技术有限公司变更后:安徽国信环境系统有限公司变更事项:地址变更前:300384 天津市南开区华苑产业园区华天道2号火炬大厦附楼231室变更后:237321 安徽省六安市金寨现代产业园区江天路以东白马峰路以北区域|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01J 20/26申请日:20101105|||公开

IPC分类号:

B01J20/26; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/44; C02F1/62; C02F101/20(2006.01)N

主分类号:

B01J20/26

申请人:

天津森诺过滤技术有限公司

发明人:

陈玉海; 郑贵堃; 李大维; 李然

地址:

300384 天津市南开区华苑产业园区华天道2号火炬大厦附楼231室

优先权:

专利代理机构:

天津佳盟知识产权代理有限公司 12002

代理人:

侯力

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内容摘要

本发明涉及一种用于重金属离子去除的膜吸附剂及其制备方法,特别涉及一种可以利用膜过滤过程去除水中重金属离子的膜吸附剂的制备方法。制备膜吸附剂的铸膜液质量百分比配方为:聚合物/树脂70/30~20/80,聚合物与树脂浓度之和20~55%;添加剂4~30%;溶剂30~75%;各组份之和为100%。该膜吸附剂制备方法按照本发明所述的配方及以下工艺:1.铸膜液的制备;2.制膜;3.后处理。本发明膜吸附剂表面具有开孔结构,吸附功能良好,可以作为过滤吸附介质,特别适用于水中重金属离子的去除。

权利要求书

1: 一种有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂, 其特征在于所述的膜吸附剂是由下 述铸膜液制备而成的膜吸附剂, 所述铸膜液的质量百分比配方为 : 聚合物 / 树脂 70/30 ~ 20/80 ; 浓度之和 20 ~ 55% ; 添加剂 4 ~ 30% ; 溶剂 30 ~ 80% ; 各组份之和为 100% ; 所述的聚合物为聚醚砜、 聚砜、 聚偏氟乙烯、 乙烯 - 乙烯醇共聚物、 磺化聚砜、 聚氯乙 烯、 聚丙烯氰中一种或两种共混物 ; 所述的树脂为粉末状大孔强酸性阳离子吸附树脂、 强酸性阳离子交换树脂、 弱酸性阳 离子交换树脂、 强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂的至少一种 ; 树脂的粒径 为 5 ~ 50µmm ; 所述的添加剂为聚乙二醇、 聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙烯醇、 单元醇类、 甘油或阴离子型表 面活性剂中的至少一种 ; 所述的溶剂为 N,N 二甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮、 二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜、 四氢 呋喃中的至少一种。
2: 根据权利要求 1 所述的膜吸附剂, 其特征在于所述的离子交换树脂的粒径在 5 - 20µmm ; 所述的添加剂为相对分子量 400、 800、 10000 或 20000 的聚乙二醇, K 值为 15、 30、 60 或 90 的聚乙烯吡咯烷酮, 其在所述配方中的质量百分比优选为 8 ~ 25wt%。
3: 权利要求 1 或 2 所述的膜吸附剂的制备方法, 其特征在于包括如下步骤 : 第 1、 铸膜液的制备 : 按照权利要求 1 或 2 所述膜吸附剂铸膜液配方的质量百分比要 求, 将所述的各组分混合, 在 40 ~ 50℃下搅拌 4 ~ 12 小时, 常温下静置脱泡 5 ~ 24 小时 后, 制得混合均匀的铸膜液 ; 第 2、 制膜 : 包括平板膜和中空纤维膜 ; 第 2.1、 平板膜的制备 : 在室温下, 将制得的铸膜液在平面玻璃板上刮涂成平板膜, 再 将其置于温度 10~80℃的凝固水浴中浸泡 12 ~ 72 小时凝固成形, 制得树脂杂化有机膜, 即 膜吸附剂, 所述树脂杂化有机膜的厚度为 0.20 ~ 0.30mm ; 或采用相同的工艺条件利用刮膜 机连续制成膜吸附剂 ; 用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 ~ 48 小时 ; 第 2.2、 中空纤维膜的制备 : 将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中, 通过喷丝头 纺制出中空纤维膜, 膜丝直接进入凝胶浴中即得中空纤维膜吸附剂 ; 用 20wt%的甘油水 溶液浸润所得的中空纤维膜 24 ~ 48 小时。
4: 根据权利要求 3 所述的方法, 其特征在于所述的凝固浴为水浴, 或者是含有有机溶 剂的水浴, 有机溶剂为二甲基甲酰胺、 二甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮、 二甲基亚砜中的至 少一种。

说明书


有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法

    技术领域 本发明属于水处理技术领域, 涉及一种水中重金属离子去除的膜吸附剂, 特别涉 及一种可以利用膜过滤过程去除水中重金属离子的膜吸附剂的制备方法。
     背景技术 水乃生命之源 , 它在自然界和人类社会的存在和发展中有着不可替代的作用。 随 着全球经济和社会的发展 , 人类社会对水的需求量迅速增长。 由此产生大量的废水未加处 理 , 不能循环使用 , 造成水环境污染 , 严重影响水生生态系统的结构、 功能和水资源的 利用 , 使得世界上许多国家和地区出现水资源危机。
     近年来 , 不论是国外还是国内 , 随着工农业以及经济的迅猛发展 , 各类水环境污 染严重, 无机污染物特别是重金属污染日趋加剧已成为不争的事实, 水环境重金属污染不 但危害巨大且处理困难, 各类重金属类无机污染物以不同途径进入水体后, 通过沉积和物 理化学反应等形式污染底泥, 进而对水生生态系统造成严重危害。水中的重金属元素毒性 各异, 但是有一个共同点是, 这些金属在环境中不会消失而只是迁移和形态或价态的变化, 属于持久性的污染物。因此水体重金属污染已经成为当今世界最严重的环境问题之一, 而 如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为世界各国政府以及广大环保工作者研 究的热点。
     对水中的重金属离子去除的传统技术主要是化学法 (投加化学药剂易造成二次污 染, 增加运行费用) 、 吸附法 (利用活性炭吸附或腐殖酸树脂、 沸石等吸附, 吸附剂需要量大, 难以用于大规模的生产应用) 以及反渗透法 (费用较高, 难以大量应用) 等, 在处理效率、 技 术成本等方面日趋不能满足无机污染物深度处理需要, 高效新技术的研发迫在眉睫。
     发明内容
     本发明目的是解决现有重金属离子去除方法不足的技术问题, 提供一种有效去除 饮用水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法。
     本发明采用共混法使树脂均匀分布在铸膜液中, 通过溶剂相分离法制备膜吸附 剂, 该膜吸附剂表面具有开孔结构, 纯水通量较高, 重金属离子的吸附和截留性能良好等特 点; 该膜吸附剂制备方法具有快速, 简单, 原料来源广, 成本低廉等特点。
     本发明提供的有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂是由下述铸膜液刮制而 成的膜吸附剂, 所述铸膜液的质量百分比配方为 : 聚合物 / 树脂 70/30 ~ 20/80 ; 浓度 20 ~ 55% ; 添加剂 4 ~ 30% ; 溶剂 30 ~ 80% ; 各组份之和为 100% ; 所述的聚合物为聚醚砜、 聚砜、 聚偏氟乙烯、 乙烯 - 乙烯醇共聚物、 磺化聚砜、 聚氯乙 烯、 聚丙烯氰中一种或两种共混物 ; 所述的树脂为粉末状大孔强酸性阳离子吸附树脂、 强酸性阳离子交换树脂、 弱酸性阳离子交换树脂、 强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂的至少一种 ; 树脂的粒径 分布为 5 ~ 50µm ; 优选为 5 - 20µm ; 所述的溶剂为 N,N 二甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮、 二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜、 四氢 呋喃中的至少一种 ; 所述的添加剂为聚乙二醇、 聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙烯醇、 单元醇类、 甘油或阴离子型表 面活性剂中的至少一种 ; 优选相对分子量 400、 800、 10000 或 20000 的聚乙二醇, K 值为 15、 30、 60 或 90 的聚乙烯吡咯烷酮。添加剂的质量百分比优选 8 ~ 25wt%。
     本发明提供的有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂的制备方法, 包括如下步 骤: 第 1、 铸膜液的制备 : 按照本发明以上所述膜吸附剂配方的质量百分比要求, 将所述的 各组分混合, 在 40 ~ 50℃下搅拌 4 ~ 12 小时, 常温下静置脱泡 5 ~ 24 小时后, 制得混合均 匀的铸膜液 ; 第 2、 制膜 : 包括平板膜和中空纤维膜 ; 第 2.1、 平板膜的制备 : 在室温下, 将制得的铸膜液在平面玻璃板上刮涂成平板膜, 再 将其置于温度 10~80℃的凝固浴中浸泡 12 ~ 72 小时凝固成形, 制得树脂杂化有机膜, 即膜 吸附剂, 所述树脂杂化有机膜的厚度为 0.20 ~ 0.30mm ; 或采用相同的工艺条件利用刮膜机 连续制成膜吸附剂 ; 用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜后处理 24 ~ 48 小时 ; 第 2.2、 中空纤维膜的制备 : 将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中, 通过喷丝头 纺制出中空纤维膜, 膜丝直接进入凝胶浴中即得中空纤维膜吸附剂 ; 用 20wt%的甘油水 溶液浸润所得的中空纤维膜后处理 24 ~ 48 小时。 所述的凝固浴为水浴, 或者是含有有机溶剂的水浴, 有机溶剂为二甲基甲酰胺、 二 甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮、 二甲基亚砜中的至少一种。
     本发明的优点和积极效果 : 与现有用于重金属处理的膜技术相比, 本发明制得的膜吸附剂具有水渗透性高, 重金 属的吸附和截留性能良好, 再生简便, 能够去除水中重金属。测试表明 : 本发明的膜吸附剂 2 2+ 2+ 2+ 的纯水通量可达 250L/m h 以上, 对重金属离子 (如 Pb ,Cu ,Hg ) 有效去除, 并且容易清洗 和再生。本发明制备出的膜吸附剂, 利用膜基质中的离子交换树脂颗粒作为功能基对重金 属离子进行特异性吸附, 可用于水中重金属离子的去除。
     与现有重金属离子处理技术相比, 本发明膜吸附剂具有工艺速度快, 方法简单, 原 料来源广, 成本低廉、 安全环保等特点。
     附图说明
     图 1 为本发明膜吸附剂一种实施例 (实施例 1) 的空气侧表面场发射电镜照片图 ; 图 2 为本发明膜吸附剂及一种实施例 (实施例 1) 的横截面场发射电镜照片图 ; 图 3 为本发明膜吸附剂一种实施例 (实施例 1) 的玻璃板侧表面场发射电镜照片图。 具体实施方式
     下面结合实施例进一步叙述本发明 : 本发明制备的膜吸附剂, 其铸膜液的质量百分比配方为 :聚合物 / 树脂 70/30 ~ 20/80 ; 浓度 20 ~ 55%;添加剂 4 ~ 30%, 溶剂 30 ~ 80%, 各 组份之和为 100%或所述高聚物、 添加剂、 溶剂与树脂所占份数之和为 1。
     所述的聚合物为聚醚砜、 聚砜、 聚偏氟乙烯、 乙烯 - 乙烯醇共聚物、 磺化聚砜、 聚氯 乙烯、 聚丙烯氰中一种或两种共混物 ; 所述的树脂为粉末状大孔强酸性阳离子吸附树脂、 强酸性阳离子交换树脂、 弱酸性阳 离子交换树脂、 强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂的至少一种 ; 研磨后, 所述 离子交换树脂的粒径分布为 5 ~ 50µm, 优选的粒径分布为 5 - 20µm。
     所述的溶剂为 N,N 二甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮、 二甲基甲酰胺、 二甲基亚砜、 四氢呋喃中的至少一种 ; 所述的添加剂为聚乙二醇、 聚乙烯吡咯烷酮、 聚乙烯醇、 单元醇类、 甘油或阴离子型表 面活性剂中的至少一种。但优选聚乙二醇与聚乙烯吡咯烷酮。配方中所述添加剂的质量百 分比优选 8 ~ 25wt%。
     本发明同时设计了所述的膜吸附剂的制备方法, 其包括如下步骤 : 1. 铸膜液的制备 : 按照本发明所述膜吸附剂配方的质量百分比要求, 将所述的各组份 充分混合, 在 40 ~ 50℃下搅拌 4 ~ 12 小时, 常温下静置脱泡 5 ~ 24 小时后, 制得混合均匀 的铸膜液 ; 2. 制膜 : 将制得的铸膜液在平面玻璃板上刮涂成平板膜, 再将其置于 10-80℃的凝固 浴中浸泡 12 ~ 72 小时, 使膜凝固成形完全, 保证其中残留的溶剂和添加剂去除干净, 即可 制得具有吸附功能的膜吸附剂。所述的刮涂方式用刮刀手工刮制。刮膜的厚度或者说膜吸 附剂的厚度应控制在 0.20 ~ 0.30mm 范围内。或采用相同的工艺条件利用刮膜机连续制膜 吸附剂。
     本发明所述的铸膜液可以用干-湿法纺制成具有良好吸附功能的中空纤维膜, 即 将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中, 通过喷丝头纺制出中空纤维膜, 膜丝直接进 入凝胶浴中即得中空纤维膜吸附剂。
     本发明将所述高聚物、 添加剂、 溶剂与树脂按配比混合制成的铸膜液浸没在所述 的凝固浴中发生相转化凝固成膜。 这一过程可以使所述的树脂作为功能基存在于所述的高 聚物基质中, 并且保持了有机膜原有的性能, 使所制备的膜吸附剂在具有良好过滤性能的 同时, 又增加了对重金属离子的特异性吸附性能, 对重金属离子的去除更有效, 膜性能更优 良。
     3. 后处理 : 为方便制备好的膜吸附剂能保存在干燥 (常态) 状态下, 还必须对其进 行保护处理。本发明中采用的保护处理方法是用 20wt%的甘油水溶液浸润膜吸附剂 24 ~ 48 小时, 经过这样的处理后, 制得的膜吸附剂能够在干燥保存状态下不收缩, 可完全保持其 设计性能。
     本发明所制造的膜吸附剂, 具有良好的过滤与吸附功能, 可以广泛的应用于水中 重金属离子去除过程。 本发明设计作为膜吸附剂基质的高分子材料具有优良的成膜性能及 良好的机械和热稳定性, 经活化处理后, 其性质变化不大, 因此适合作为膜介质。
     本发明膜吸附剂设计采用微米级的离子交换树脂作为功能基, 增加了膜吸附剂的 吸附功能, 制备的膜吸附剂可重复利用。 当含有重金属离子的水通过时, 包裹在基质中的树 脂与目标离子之间的相互作用, 可以有效的吸附水中的重金属离子, 因此可以用于水中的重金属离子的去除。
     与现有的水中重金属离子的处理工艺比较, 本发明的膜吸附剂具有制作工艺简 便, 成本低廉, 环境友好, 安全可靠, 易于大规模的应用推广, 具有实际的工业化应用的意 义。
     以下给出本发明的具体实施例, 但本发明不受实施例的限制 : 实施例 1 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [PES, BASF 生产 ] ; 16wt% 大孔强酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 50/50) , 平均粒径 10µm ; 16wt%聚乙二醇 (PEG) ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 和 48wt% N,N 二甲基 乙酰胺 (DMAc)。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 8g 树脂加入 24gDMAc 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中分 散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配 制成铸膜液 ; 把温度为 50℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 25℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得本 发明膜吸附剂。所得的膜具有清晰的不对称结构 (参见图 1 ~ 3) 。 实施例 2 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 13wt%大孔强 酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 55/45) , 平均粒 径 10µm ; 16wt%乙二醇 ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 51wt% N,N 二甲基甲酰胺 (DMF)。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 6.5g 树脂加入 25.5gDMF 中搅拌, 待分散均匀后, 加 入 8gEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中 分散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 20℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 45℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得 本发明膜吸附剂。
     实施例 3 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 11wt%大孔强 酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 60/40) , 平均粒 径 10µm ; 10wt%聚乙二醇 ; 10wt%聚乙烯吡咯烷酮和 53wt% N- 甲基吡珞烷酮 (NMP)。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 5.5g 树脂加入 26.5gNMP 中搅拌, 待分散均匀后, 加 入 5gPEG 和 5gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中 分散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 30℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 75℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得 本发明膜吸附剂。所得的膜具有清晰的不对称结构。
     实施例 4 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 9wt%大孔强 酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 65/35) , 平均粒
     径 10µm ; 6wt%聚乙二醇 ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 65wt%二甲基亚砜 (DMSO)。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 4.5g 树脂加入 32.5gDMSO 中搅拌, 待分散均匀后, 加 入 3gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中 分散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 60℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 15℃的含有 40%DMSO 水溶液凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平 板膜 24 小时, 即得本发明膜吸附剂。
     实施例 5 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 7wt%大孔强 酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 70/30) , 平均粒 径 10µm ; 5wt%聚乙二醇 ; 1wt%聚乙烯吡咯烷酮和 71wt% N,N 二甲基乙酰胺。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 7g 树脂加入 71gDMAc 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 5gPEG 和 1gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 16g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中 分散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 40℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 35℃的含有 20%DMAc 水溶液凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平 板膜 24 小时, 即得本发明膜吸附剂。 实施例 6 : 膜吸附剂铸膜液的所质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 24wt%大孔 强酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 40/60) , 平均 粒径 10µm ; 16wt%聚乙二醇 ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 40wt% N,N 二甲基乙酰胺。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 12g 树脂加入 20gDMAc 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中分 散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配 制成铸膜液 ; 把温度为 25℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 60℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得本 发明膜吸附剂。
     实施例 7 : 膜吸附剂铸膜液的所质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 36wt%大孔 强酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 D061](聚醚砜 / 树脂= 30/70) , 平均 粒径 10µm ; 16wt%聚乙二醇 ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 28wt% N,N 二甲基乙酰胺与 N,N 二甲 基甲酰胺的混合物 (重量比为 1 : 1) 。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 18g 树脂加入 7gDMAc 与 7gDMF 中搅拌, 待分散均匀 后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高 聚物中分散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 50℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板 膜后, 在 25℃的含有 60%DMF 水溶液凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得 的平板膜 24 小时, 即得本发明膜吸附剂。
     实施例 8 :
     膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 16wt%弱酸性 丙烯酸系阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 110](聚醚砜 / 树脂= 50/50) , 平 均粒径 10µm ; 16wt%聚乙二醇 ; 10wt%聚乙烯吡咯烷酮和 42wt% N,- 甲基吡珞烷酮。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 8g 树脂加入 21gNMP 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 8gPEG 和 5gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中分 散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配 制成铸膜液 ; 把温度为 30℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 25℃的 30%NMP 水溶液凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得本发明膜吸附剂。
     实施例 9 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 16wt%强酸性 阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 001×7](聚醚砜 / 树脂= 50/50) , 平均粒径 10µm ; 16wt%烷基酚聚氧乙烯醚 ( 表面活性剂 OP-10) ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 48wt% N,N 二甲基乙酰胺。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 8g 树脂加入 24gDMAc 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g PES, 以确保离子交换树脂在高聚物中分 散均匀, 加入 PES 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配 制成铸膜液 ; 把温度为 25℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 25℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得本 发明膜吸附剂。 实施例 10 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt %乙烯 - 乙烯醇共聚物 (EVAL) [日 本可乐丽公司生产 ] ; 16wt%强酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 001×7] (EVAL / 树脂= 50/50) , 平均粒径 10µm ; 16wt%聚乙二醇 ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 48wt% N,N 二甲基乙酰胺。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 8g 树脂加入 24gDMAc 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g EVAL, 以确保离子交换树脂在高聚物中 分散均匀, 加入 EVAL 后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 30℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 35℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得 本发明膜吸附剂。
     实施例 11 : 膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] 和磺化聚砜 混合物 (PES/SPES=80/20) ; 16wt %强酸性阳离子交换树脂粉末 [ 南开大学化工厂, 型号 001×7](EVAL / 树脂= 50/50) , 平均粒径 10µm ; 16wt%聚乙二醇 ; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮 和 48wt% N,N 二甲基乙酰胺。
     制造膜吸附剂的过程为 : 先将 8g 树脂加入 24gDMAc 中搅拌, 待分散均匀后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 待固体完全溶解后分多次加入 8g 聚醚砜和磺化聚砜混合物, 以确保离子交 换树脂在高聚物中分散均匀, 加入混合物后使溶液在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全
     后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温度为 30℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度 为 0.25mm 的平板膜后, 在 35℃的水凝固浴中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得 的平板膜 24 小时, 即得本发明膜吸附剂。
     对比例 1 常规的铸膜液的质量百分比配方设计为 : 16wt%聚醚砜 [BASF 生产 ] ; 16wt%聚乙二 醇; 4wt%聚乙烯吡咯烷酮和 64wt% N,N 二甲基乙酰胺。
     制造膜的过程为 : 将 8gPES 加入 32gDMAc 中搅拌, 待溶解完全后, 加入 8gPEG 和 2gPVP, 在 50℃下搅拌 5 小时 ; 待溶解分散完全后, 静置脱泡 24 小时, 配制成铸膜液 ; 把温 度为 50℃的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为 0.25mm 的平板膜后, 在 25℃的水凝固浴 中固化成形 ; 再用 20wt%的甘油水溶液浸润所得的平板膜 24 小时, 即得本发明膜吸附剂。
     从上述实施例可以看到, 利用本发明提供体系铸膜液配方及其制膜工艺技术, 可 制备出不同截留率的一系列平板膜。尽管本发明没有给出中空纤维膜的具体实施例, 但利 用本发明所述膜吸附剂的配方和铸膜液, 以及采用现有的干-湿法纺丝技术纺制具有良好 吸附功能的中空纤维膜吸附剂没有技术上的困难。 它们都具有较高的纯水渗透性和吸附能 力。所制备的膜吸附剂可在饮用水处理中应用, 具有广泛的工业应用前景。
     实际测定实施例 1-11 所制得的平板膜吸附剂的纯水通量以及对重金属离子的吸 附性能, 所得具体指标如表 1 所示。
     表 1 膜吸附剂对重金属离子吸附容量性能表由表 1 可已看出, 本发明膜吸附剂具有较高的重金属离子吸附容量, 可以用于水中重 金属离子的去除。

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1、10申请公布号CN101961648A43申请公布日20110202CN101961648ACN101961648A21申请号201010533375622申请日20101105B01J20/26200601B01J20/30200601C02F1/28200601C02F1/44200601C02F1/62200601C02F101/2020060171申请人天津森诺过滤技术有限公司地址300384天津市南开区华苑产业园区华天道2号火炬大厦附楼231室72发明人陈玉海郑贵堃李大维李然74专利代理机构天津佳盟知识产权代理有限公司12002代理人侯力54发明名称有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附。

2、剂及其制备方法57摘要本发明涉及一种用于重金属离子去除的膜吸附剂及其制备方法,特别涉及一种可以利用膜过滤过程去除水中重金属离子的膜吸附剂的制备方法。制备膜吸附剂的铸膜液质量百分比配方为聚合物/树脂70/3020/80,聚合物与树脂浓度之和2055;添加剂430;溶剂3075;各组份之和为100。该膜吸附剂制备方法按照本发明所述的配方及以下工艺1铸膜液的制备;2制膜;3后处理。本发明膜吸附剂表面具有开孔结构,吸附功能良好,可以作为过滤吸附介质,特别适用于水中重金属离子的去除。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图3页CN101961649A1/。

3、1页21一种有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂,其特征在于所述的膜吸附剂是由下述铸膜液制备而成的膜吸附剂,所述铸膜液的质量百分比配方为聚合物/树脂70/3020/80;浓度之和2055;添加剂430;溶剂3080;各组份之和为100;所述的聚合物为聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、乙烯乙烯醇共聚物、磺化聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯氰中一种或两种共混物;所述的树脂为粉末状大孔强酸性阳离子吸附树脂、强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂的至少一种;树脂的粒径为550MM;所述的添加剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、单元醇类、甘油或阴离子型表面活性剂中的至少。

4、一种;所述的溶剂为N,N二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种。2根据权利要求1所述的膜吸附剂,其特征在于所述的离子交换树脂的粒径在520MM;所述的添加剂为相对分子量400、800、10000或20000的聚乙二醇,K值为15、30、60或90的聚乙烯吡咯烷酮,其在所述配方中的质量百分比优选为825WT。3权利要求1或2所述的膜吸附剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤第1、铸膜液的制备按照权利要求1或2所述膜吸附剂铸膜液配方的质量百分比要求,将所述的各组分混合,在4050下搅拌412小时,常温下静置脱泡524小时后,制得混合均匀的铸膜液;第2、制膜包括平。

5、板膜和中空纤维膜;第21、平板膜的制备在室温下,将制得的铸膜液在平面玻璃板上刮涂成平板膜,再将其置于温度1080的凝固水浴中浸泡1272小时凝固成形,制得树脂杂化有机膜,即膜吸附剂,所述树脂杂化有机膜的厚度为020030MM;或采用相同的工艺条件利用刮膜机连续制成膜吸附剂用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜2448小时;第22、中空纤维膜的制备将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中,通过喷丝头纺制出中空纤维膜,膜丝直接进入凝胶浴中即得中空纤维膜吸附剂用20WT的甘油水溶液浸润所得的中空纤维膜2448小时。4根据权利要求3所述的方法,其特征在于所述的凝固浴为水浴,或者是含有有机溶剂的水浴,有机。

6、溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少一种。权利要求书CN101961648ACN101961649A1/8页3有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法技术领域0001本发明属于水处理技术领域,涉及一种水中重金属离子去除的膜吸附剂,特别涉及一种可以利用膜过滤过程去除水中重金属离子的膜吸附剂的制备方法。背景技术0002水乃生命之源,它在自然界和人类社会的存在和发展中有着不可替代的作用。随着全球经济和社会的发展,人类社会对水的需求量迅速增长。由此产生大量的废水未加处理,不能循环使用,造成水环境污染,严重影响水生生态系统的结构、功能和水资源的利用,使得世界上许多。

7、国家和地区出现水资源危机。0003近年来,不论是国外还是国内,随着工农业以及经济的迅猛发展,各类水环境污染严重,无机污染物特别是重金属污染日趋加剧已成为不争的事实,水环境重金属污染不但危害巨大且处理困难,各类重金属类无机污染物以不同途径进入水体后,通过沉积和物理化学反应等形式污染底泥,进而对水生生态系统造成严重危害。水中的重金属元素毒性各异,但是有一个共同点是,这些金属在环境中不会消失而只是迁移和形态或价态的变化,属于持久性的污染物。因此水体重金属污染已经成为当今世界最严重的环境问题之一,而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为世界各国政府以及广大环保工作者研究的热点。0004对水中的重。

8、金属离子去除的传统技术主要是化学法(投加化学药剂易造成二次污染,增加运行费用)、吸附法(利用活性炭吸附或腐殖酸树脂、沸石等吸附,吸附剂需要量大,难以用于大规模的生产应用)以及反渗透法(费用较高,难以大量应用)等,在处理效率、技术成本等方面日趋不能满足无机污染物深度处理需要,高效新技术的研发迫在眉睫。发明内容0005本发明目的是解决现有重金属离子去除方法不足的技术问题,提供一种有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂及其制备方法。0006本发明采用共混法使树脂均匀分布在铸膜液中,通过溶剂相分离法制备膜吸附剂,该膜吸附剂表面具有开孔结构,纯水通量较高,重金属离子的吸附和截留性能良好等特点;该膜吸附剂制。

9、备方法具有快速,简单,原料来源广,成本低廉等特点。0007本发明提供的有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂是由下述铸膜液刮制而成的膜吸附剂,所述铸膜液的质量百分比配方为聚合物/树脂70/3020/80;浓度2055;添加剂430;溶剂3080;各组份之和为100;所述的聚合物为聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、乙烯乙烯醇共聚物、磺化聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯氰中一种或两种共混物;所述的树脂为粉末状大孔强酸性阳离子吸附树脂、强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳说明书CN101961648ACN101961649A2/8页4离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂的至少一种;树脂的粒径分布为550M。

10、;优选为520M;所述的溶剂为N,N二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种;所述的添加剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、单元醇类、甘油或阴离子型表面活性剂中的至少一种;优选相对分子量400、800、10000或20000的聚乙二醇,K值为15、30、60或90的聚乙烯吡咯烷酮。添加剂的质量百分比优选825WT。0008本发明提供的有效去除饮用水中重金属离子的膜吸附剂的制备方法,包括如下步骤第1、铸膜液的制备按照本发明以上所述膜吸附剂配方的质量百分比要求,将所述的各组分混合,在4050下搅拌412小时,常温下静置脱泡524小时后,制得混合均匀的铸膜液;。

11、第2、制膜包括平板膜和中空纤维膜;第21、平板膜的制备在室温下,将制得的铸膜液在平面玻璃板上刮涂成平板膜,再将其置于温度1080的凝固浴中浸泡1272小时凝固成形,制得树脂杂化有机膜,即膜吸附剂,所述树脂杂化有机膜的厚度为020030MM;或采用相同的工艺条件利用刮膜机连续制成膜吸附剂用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜后处理2448小时;第22、中空纤维膜的制备将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中,通过喷丝头纺制出中空纤维膜,膜丝直接进入凝胶浴中即得中空纤维膜吸附剂用20WT的甘油水溶液浸润所得的中空纤维膜后处理2448小时。0009所述的凝固浴为水浴,或者是含有有机溶剂的水浴,有机溶剂。

12、为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少一种。0010本发明的优点和积极效果与现有用于重金属处理的膜技术相比,本发明制得的膜吸附剂具有水渗透性高,重金属的吸附和截留性能良好,再生简便,能够去除水中重金属。测试表明本发明的膜吸附剂的纯水通量可达250L/M2H以上,对重金属离子(如PB2,CU2,HG2)有效去除,并且容易清洗和再生。本发明制备出的膜吸附剂,利用膜基质中的离子交换树脂颗粒作为功能基对重金属离子进行特异性吸附,可用于水中重金属离子的去除。0011与现有重金属离子处理技术相比,本发明膜吸附剂具有工艺速度快,方法简单,原料来源广,成本低廉、安全环保等特点。附图说。

13、明0012图1为本发明膜吸附剂一种实施例(实施例1)的空气侧表面场发射电镜照片图;图2为本发明膜吸附剂及一种实施例(实施例1)的横截面场发射电镜照片图;图3为本发明膜吸附剂一种实施例(实施例1)的玻璃板侧表面场发射电镜照片图。具体实施方式0013下面结合实施例进一步叙述本发明本发明制备的膜吸附剂,其铸膜液的质量百分比配方为说明书CN101961648ACN101961649A3/8页5聚合物/树脂70/3020/80;浓度2055;添加剂430,溶剂3080,各组份之和为100或所述高聚物、添加剂、溶剂与树脂所占份数之和为1。0014所述的聚合物为聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、乙烯乙烯醇共聚物、磺。

14、化聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯氰中一种或两种共混物;所述的树脂为粉末状大孔强酸性阳离子吸附树脂、强酸性阳离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂或弱碱性阴离子交换树脂的至少一种;研磨后,所述离子交换树脂的粒径分布为550M,优选的粒径分布为520M。0015所述的溶剂为N,N二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的至少一种;所述的添加剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、单元醇类、甘油或阴离子型表面活性剂中的至少一种。但优选聚乙二醇与聚乙烯吡咯烷酮。配方中所述添加剂的质量百分比优选825WT。0016本发明同时设计了所述的膜吸附剂的制备方法,其包括如下步。

15、骤1铸膜液的制备按照本发明所述膜吸附剂配方的质量百分比要求,将所述的各组份充分混合,在4050下搅拌412小时,常温下静置脱泡524小时后,制得混合均匀的铸膜液;2制膜将制得的铸膜液在平面玻璃板上刮涂成平板膜,再将其置于1080的凝固浴中浸泡1272小时,使膜凝固成形完全,保证其中残留的溶剂和添加剂去除干净,即可制得具有吸附功能的膜吸附剂。所述的刮涂方式用刮刀手工刮制。刮膜的厚度或者说膜吸附剂的厚度应控制在020030MM范围内。或采用相同的工艺条件利用刮膜机连续制膜吸附剂。0017本发明所述的铸膜液可以用干湿法纺制成具有良好吸附功能的中空纤维膜,即将上述铸膜液注入中空纤维膜纺丝料液槽中,通过。

16、喷丝头纺制出中空纤维膜,膜丝直接进入凝胶浴中即得中空纤维膜吸附剂。0018本发明将所述高聚物、添加剂、溶剂与树脂按配比混合制成的铸膜液浸没在所述的凝固浴中发生相转化凝固成膜。这一过程可以使所述的树脂作为功能基存在于所述的高聚物基质中,并且保持了有机膜原有的性能,使所制备的膜吸附剂在具有良好过滤性能的同时,又增加了对重金属离子的特异性吸附性能,对重金属离子的去除更有效,膜性能更优良。00193后处理为方便制备好的膜吸附剂能保存在干燥(常态)状态下,还必须对其进行保护处理。本发明中采用的保护处理方法是用20WT的甘油水溶液浸润膜吸附剂2448小时,经过这样的处理后,制得的膜吸附剂能够在干燥保存状态。

17、下不收缩,可完全保持其设计性能。0020本发明所制造的膜吸附剂,具有良好的过滤与吸附功能,可以广泛的应用于水中重金属离子去除过程。本发明设计作为膜吸附剂基质的高分子材料具有优良的成膜性能及良好的机械和热稳定性,经活化处理后,其性质变化不大,因此适合作为膜介质。0021本发明膜吸附剂设计采用微米级的离子交换树脂作为功能基,增加了膜吸附剂的吸附功能,制备的膜吸附剂可重复利用。当含有重金属离子的水通过时,包裹在基质中的树脂与目标离子之间的相互作用,可以有效的吸附水中的重金属离子,因此可以用于水中的说明书CN101961648ACN101961649A4/8页6重金属离子的去除。0022与现有的水中重。

18、金属离子的处理工艺比较,本发明的膜吸附剂具有制作工艺简便,成本低廉,环境友好,安全可靠,易于大规模的应用推广,具有实际的工业化应用的意义。0023以下给出本发明的具体实施例,但本发明不受实施例的限制实施例1膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜PES,BASF生产;16WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D061(聚醚砜/树脂50/50),平均粒径10M;16WT聚乙二醇(PEG);4WT聚乙烯吡咯烷酮PVP和48WTN,N二甲基乙酰胺DMAC。0024制造膜吸附剂的过程为先将8G树脂加入24GDMAC中搅拌,待分散均匀后,加入8GPEG和2GPVP,待固体完全溶解。

19、后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为50的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在25的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。所得的膜具有清晰的不对称结构(参见图13)。0025实施例2膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;13WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D061(聚醚砜/树脂55/45),平均粒径10M;16WT乙二醇;4WT聚乙烯吡咯烷酮和51WTN,N。

20、二甲基甲酰胺DMF。0026制造膜吸附剂的过程为先将65G树脂加入255GDMF中搅拌,待分散均匀后,加入8GEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为20的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在45的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0027实施例3膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;11WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D06。

21、1(聚醚砜/树脂60/40),平均粒径10M;10WT聚乙二醇;10WT聚乙烯吡咯烷酮和53WTN甲基吡珞烷酮NMP。0028制造膜吸附剂的过程为先将55G树脂加入265GNMP中搅拌,待分散均匀后,加入5GPEG和5GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为30的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在75的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。所得的膜具有清晰的不对称结构。0029实施。

22、例4膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;9WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D061(聚醚砜/树脂65/35),平均粒说明书CN101961648ACN101961649A5/8页7径10M;6WT聚乙二醇;4WT聚乙烯吡咯烷酮和65WT二甲基亚砜DMSO。0030制造膜吸附剂的过程为先将45G树脂加入325GDMSO中搅拌,待分散均匀后,加入3GPEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为60的铸膜液。

23、人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在15的含有40DMSO水溶液凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0031实施例5膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;7WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D061(聚醚砜/树脂70/30),平均粒径10M;5WT聚乙二醇;1WT聚乙烯吡咯烷酮和71WTN,N二甲基乙酰胺。0032制造膜吸附剂的过程为先将7G树脂加入71GDMAC中搅拌,待分散均匀后,加入5GPEG和1GPVP,待固体完全溶解后分多次加入16GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均。

24、匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为40的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在35的含有20DMAC水溶液凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0033实施例6膜吸附剂铸膜液的所质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;24WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D061(聚醚砜/树脂40/60),平均粒径10M;16WT聚乙二醇;4WT聚乙烯吡咯烷酮和40WTN,N二甲基乙酰胺。0034制造膜吸附剂的过程为先将12G树脂加入20GDMAC中搅。

25、拌,待分散均匀后,加入8GPEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为25的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在60的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0035实施例7膜吸附剂铸膜液的所质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;36WT大孔强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号D061(聚醚砜/树脂30/70),平均粒径10M;16WT聚乙二醇;4WT聚乙烯吡咯。

26、烷酮和28WTN,N二甲基乙酰胺与N,N二甲基甲酰胺的混合物(重量比为11)。0036制造膜吸附剂的过程为先将18G树脂加入7GDMAC与7GDMF中搅拌,待分散均匀后,加入8GPEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为50的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在25的含有60DMF水溶液凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0037实施例8说明书CN101961648ACN10。

27、1961649A6/8页8膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;16WT弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号110(聚醚砜/树脂50/50),平均粒径10M;16WT聚乙二醇;10WT聚乙烯吡咯烷酮和42WTN,甲基吡珞烷酮。0038制造膜吸附剂的过程为先将8G树脂加入21GNMP中搅拌,待分散均匀后,加入8GPEG和5GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为30的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板。

28、膜后,在25的30NMP水溶液凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0039实施例9膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;16WT强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号0017(聚醚砜/树脂50/50),平均粒径10M;16WT烷基酚聚氧乙烯醚表面活性剂OP10;4WT聚乙烯吡咯烷酮和48WTN,N二甲基乙酰胺。0040制造膜吸附剂的过程为先将8G树脂加入24GDMAC中搅拌,待分散均匀后,加入8GPEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GPES,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入PES后使溶液在。

29、50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为25的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在25的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0041实施例10膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT乙烯乙烯醇共聚物(EVAL)日本可乐丽公司生产;16WT强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号0017(EVAL/树脂50/50),平均粒径10M;16WT聚乙二醇;4WT聚乙烯吡咯烷酮和48WTN,N二甲基乙酰胺。0042制造膜吸附剂的过程为先将8G树脂加入24GDMAC中搅拌,待分散均匀后,加。

30、入8GPEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8GEVAL,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入EVAL后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为30的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在35的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0043实施例11膜吸附剂铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产和磺化聚砜混合物(PES/SPES80/20);16WT强酸性阳离子交换树脂粉末南开大学化工厂,型号0017(EVAL/树脂50/50),平均粒径10M;16W。

31、T聚乙二醇;4WT聚乙烯吡咯烷酮和48WTN,N二甲基乙酰胺。0044制造膜吸附剂的过程为先将8G树脂加入24GDMAC中搅拌,待分散均匀后,加入8GPEG和2GPVP,待固体完全溶解后分多次加入8G聚醚砜和磺化聚砜混合物,以确保离子交换树脂在高聚物中分散均匀,加入混合物后使溶液在50下搅拌5小时;待溶解分散完全说明书CN101961648ACN101961649A7/8页9后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为30的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在35的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0045对比例1常规。

32、的铸膜液的质量百分比配方设计为16WT聚醚砜BASF生产;16WT聚乙二醇;4WT聚乙烯吡咯烷酮和64WTN,N二甲基乙酰胺。0046制造膜的过程为将8GPES加入32GDMAC中搅拌,待溶解完全后,加入8GPEG和2GPVP,在50下搅拌5小时;待溶解分散完全后,静置脱泡24小时,配制成铸膜液;把温度为50的铸膜液人工在玻璃板上刮制成厚度为025MM的平板膜后,在25的水凝固浴中固化成形;再用20WT的甘油水溶液浸润所得的平板膜24小时,即得本发明膜吸附剂。0047从上述实施例可以看到,利用本发明提供体系铸膜液配方及其制膜工艺技术,可制备出不同截留率的一系列平板膜。尽管本发明没有给出中空纤维。

33、膜的具体实施例,但利用本发明所述膜吸附剂的配方和铸膜液,以及采用现有的干湿法纺丝技术纺制具有良好吸附功能的中空纤维膜吸附剂没有技术上的困难。它们都具有较高的纯水渗透性和吸附能力。所制备的膜吸附剂可在饮用水处理中应用,具有广泛的工业应用前景。0048实际测定实施例111所制得的平板膜吸附剂的纯水通量以及对重金属离子的吸附性能,所得具体指标如表1所示。0049表1膜吸附剂对重金属离子吸附容量性能表说明书CN101961648ACN101961649A8/8页10由表1可已看出,本发明膜吸附剂具有较高的重金属离子吸附容量,可以用于水中重金属离子的去除。说明书CN101961648ACN101961649A1/3页11图1说明书附图CN101961648ACN101961649A2/3页12图2说明书附图CN101961648ACN101961649A3/3页13图3说明书附图CN101961648A。

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