通過偕胺肟化和水解兩步改性反應(yīng),將偕胺肟基和羧酸基引到聚丙烯腈/聚偏氟乙烯（PAN/PVDF）共混膜上,制備了具有雙離子吸附官能團(tuán)的螯合膜。采用傅里葉變換紅外光譜儀、能量色散譜儀和掃描電子顯微鏡對(duì)螯合膜的形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并考察了螯合膜對(duì)Cu²⁺的吸附性能。結(jié)果表明,螯合膜具有超強(qiáng)的離子吸附性能和快速的離子吸附速率,60 min即可達(dá)到吸附平衡,且離子去除速率高達(dá)95%。溶液的pH對(duì)螯合膜的離子吸附能力有顯著的影響。螯合膜對(duì)Cu²⁺的吸附遵循Lagergren偽二階動(dòng)力學(xué)模型。 

【文章來(lái)源】：大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,39(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

不同膜的紅外光譜

采用電子單紗強(qiáng)力測(cè)試儀對(duì)不同膜樣條進(jìn)行機(jī)械性能測(cè)試,結(jié)果如表2所示。當(dāng)PAN/PVDF共混膜經(jīng)過偕胺肟化改性后,斷裂應(yīng)力由1.40 MPa降至1.23 MPa,說(shuō)明偕胺肟化改性會(huì)使膜的機(jī)械性能降低將偕胺肟膜進(jìn)行水解處理,其斷裂應(yīng)力降至0.50 MPa,水解反應(yīng)使膜表面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,導(dǎo)致其機(jī)械性能下降。本研究主要采用靜態(tài)吸附的方式去除水中的金屬離子,對(duì)于膜強(qiáng)度的要求不是很高。表2 不同膜的機(jī)械性能Tab.2 Mechanical properties of different membranes PAN/PVDF共混超濾膜 斷裂應(yīng)變/% 斷裂應(yīng)力/MPa 原膜 13.90±3.51 1.40±0.17 偕胺肟膜 20.90±3.12 1.23±0.09 螯合膜 45.50±5.74 0.50±0.04

在相同的條件下(離子質(zhì)量濃度10 mg/L,溶液體積200 mL,螯合膜質(zhì)量200 mg),分別考察偕胺肟膜和螯合膜對(duì)Cu2+的去除率隨吸附時(shí)間的變化,結(jié)果見圖3。偕胺肟膜具有一定的離子吸附能力[8],但離子去除率不是很高,僅為20%左右,并且偕胺肟膜對(duì)Cu2+的吸附速率較慢,經(jīng)過4 h,尚未達(dá)到吸附平衡;相比之下,經(jīng)過偕胺肟化和水解雙重改性之后的螯合膜具有超強(qiáng)的離子吸附性能和快速的離子吸附速率,經(jīng)過1 h左右達(dá)到吸附平衡,且離子去除率高達(dá)95%。PAN/PVDF膜在經(jīng)過偕胺肟化和水解反應(yīng)之后,在膜表面引入具有離子吸附功能的雙官能團(tuán),即偕胺肟基團(tuán)和羧酸基,它們均能與Cu2+發(fā)生強(qiáng)烈的螯合作用,使螯合膜與Cu2+離子緊密地結(jié)合在一起,從而達(dá)到優(yōu)異的離子吸附效果。僅對(duì)PAN超濾膜進(jìn)行了偕胺肟化改性,引入了一種具有離子螯合功能的偕胺肟基團(tuán),所以制備的螯合膜對(duì)于Cu2+的去除速率慢,大約經(jīng)過7 h達(dá)到吸附平衡,且吸附容量小,其最大吸附量?jī)H為9.60 mg/g。本研究對(duì)PAN/PVDF共混超濾膜采用偕胺肟化和水解兩步改性,制備了具有雙官能團(tuán)的螯合膜,離子吸附速率更快,并且離子吸附容量更大,僅需1 h即可達(dá)到吸附平衡,最大吸附量為36.58 mg/g。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面化學(xué)法改性醋酸纖維素微濾膜[J]. 邱建華,張延武,張亞濤,張浩勤,劉金盾.  廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[2]膜分離法污水處理技術(shù)[J]. 雷曉東,熊蓉春,魏剛.  工業(yè)水處理. 2002(02)

碩士論文
[1]谷殼纖維素的改性及其對(duì)重金屬離子吸附性能的研究[D]. 趙艷嬌.湖南師范大學(xué) 2016
[2]離子交換去除丙烯酸丁酯廢水中多價(jià)離子的研究[D]. 徐靜.河北工程大學(xué) 2012
[3]含鉻廢水的電化學(xué)法處理研究[D]. 潘留明.武漢科技大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3420863