[发明专利]一种具有导电性的复合分离膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有导电性的复合分离膜及其制备方法，包括以下步骤：提供覆有银纳米颗粒的聚合物膜，将所述覆有银纳米颗粒的聚合物膜浸入钴镍还原性溶液中进行化学沉积，即制备得到所述复合分离膜；所述钴镍还原性溶液包括钴盐、镍盐和还原剂。本发明通过对聚合物分离膜进行改性，使得改性后的膜在过滤刚果红，亚甲基蓝和罗丹明时，可结合外部电场阻止染料分子粘附或穿过分离膜，显著改善分离膜的染料排斥和抗污能力，并且具有极高的水通量。

技术领域

本发明涉及聚合物分离膜表面改性技术领域，具体涉及一种具有导电性的复合分离膜及其制备方法。

背景技术

当今社会，水资源匮乏是一大难题。在纺织和印染工业中，会产生大量高色度的废水，从而造成严重的环境污染。许多染料在自然界中是有毒的，很难被生物降解，这些染料废水的排放对生态系统和人类健康造成一系列损害。纺织废水污染在水污染处理行业十分棘手。

与其它技术相比，膜分离在处理废水中具有独特优势，由于其工艺简单，生产效率高，易于应用于废水处理。通过膜技术处理纺织品和印染废水，同时具有高染料截留，通量和防污能力的膜是大规模实际应用中的主要要求。由于大多数工业染料的分子量(MW)低于1000Da，因此一般认为，纳米过滤(NF)的截留分子量(MWCO)200-1000Da的膜是最适合抑制各种染料的。NF膜的复杂合成过程及较低的通量是它的致命缺陷。与NF膜不同的是，常规的超滤膜相对便宜并且具有高通量，但是它们不能有效地排斥染料分子。近年来，使用导电膜和外部电场结合的措施引起了广泛关注。

在本专利申请发明人在以前的工作中发现结合外部电场阻止染料分子粘附或穿过导电膜可以同时改善导电膜的染料排斥和防污能力，且通量远远超过了研究报道中的大部分纳滤膜，高达189.7±4.2L m^-2h^-1bar^-1。虽然该膜的开发是膜分离截留染料领域中的不小突破，但是仍有可提高的空间。保留膜的高截留率、低成本的同时，拥有更高通量的导电膜是我们孜孜以求的目标。因此，研发具有更高通量的导电性分离膜具有重要的应用价值和学术意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有导电性的复合分离膜及其制备方法，通过对聚合物分离膜进行改性，使得改性后的膜在过滤刚果红，亚甲基蓝和罗丹明时，可结合外部电场阻止染料分子粘附或穿过分离膜，显著改善分离膜的染料排斥和抗污能力，并且具有极高的水通量。

为此，第一方面，本发明提供一种具有导电性的复合分离膜的制备方法，包括以下步骤：

提供覆有银纳米颗粒的聚合物膜，将所述覆有银纳米颗粒的聚合物膜浸入钴镍还原性溶液中进行化学沉积，即制备得到所述复合分离膜；所述钴镍还原性溶液包括钴盐、镍盐和还原剂。

进一步，所述覆有银纳米颗粒的聚合物膜按照以下步骤制备：配制包含银离子、乙二醇、氢氧化钠的混合溶液，将聚合物膜浸入所述混合溶液，制备得到所述覆有银纳米颗粒的聚合物膜。

根据本发明的技术方案，将聚合物膜浸入所述混合物溶液后，聚合物膜的颜色逐渐变为棕色，这表明银离子已经被还原为银纳米颗粒。

进一步，所述混合溶液以乙二醇为溶剂，所述银离子的浓度为0.7-1g/L，所述氢氧化钠的浓度为30-40g/L。

进一步，所述聚合物膜浸入所述混合溶液的时间为1-3min。

进一步，将所述覆有银纳米颗粒的聚合物膜浸入钴镍还原性溶液之前还包括以下步骤：将所述覆有银纳米颗粒的聚合物膜用去离子水洗涤后干燥。