• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 10
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩五星定位胆买号规律: 一种LDHS/PVA复合膜制备方法及其在重金属废水中应用.pdf

    关 键 词:
    一种 LDHS PVA 复合 制备 方法 及其 重金属 水中 应用
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201510833131.2

    申请日:

    2015.11.25

    公开号:

    CN105344335A

    公开日:

    2016.02.24

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01J 20/26申请日:20151125|||公开
    IPC分类号: B01J20/26; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/20(2006.01)N 主分类号: B01J20/26
    申请人: 福建师范大学
    发明人: 陈鸿; 凌启淡; 邹来昌; 衷水平; 伍赠玲; 章文贡; 陈良哲
    地址: 350108福建省福州市闽侯上街镇大学城福建师范大学科技处
    优先权:
    专利代理机构: 福州君诚知识产权代理有限公司35211 代理人: 戴雨君
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510833131.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.11.02|||2016.03.23|||2016.02.24

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于复合膜材料技术领域,尤其涉及一种水滑石复合材料的制备方法及其在重金属废水中应用。本发明的采用共沉淀法,首先配制二价金属阳离子M2+的硝酸盐或氯化盐水溶液A、三价金属阳离子M3+的硝酸盐或氯化盐水溶液B,并加入重金属离子螯合剂有机盐充分分散的水溶液C。经陈化、真空干燥、破碎、过筛子后得到重金属离子螯合剂插层水滑石。将之与PVA混合制成膜后制成LDHs/PVA复合膜。将该复合膜吸附材料浸入含Cu2+、Cd2+或Pb2+重金属废水中,吸附率可以达到92%。本发明所述的方法制备条件温和,成本低廉,具有很好的应用前景。

    权利要求书

    1.一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是:(1)分别配制二价金属阳离子M2+的硝酸盐或氯化盐水溶液A、三价金属阳离子M3+的硝酸盐或氯化盐水溶液B,取重金属离子螯合剂有机盐充分分散于蒸馏水中,得到水溶液C;(2)在氮气气氛?;は?,不停地强烈搅拌水溶液C,将水溶液A和水溶液B同时双滴加入水溶液C中得混合溶液;(3)滴加完成后用质量比为20%的NaOH溶液调节混合溶液的pH值为8.0~12.0,继续反应45~90min后,获得样品;将样品置于50~90℃条件下陈化10~18小时;(4)将陈化的样品用蒸馏水洗涤至终滤液pH=7~8,过滤,将得到的滤饼在50~100℃温度范围内真空干燥3~8小时,破碎,过100~200目筛子,即得到重金属离子螯合剂插层水滑石;(5)将PVA与蒸馏水混合,在80~90℃水浴加热下,剧烈搅拌使PVA溶解得PVA溶液;(6)将步骤(4)制得的重金属离子螯合剂插层水滑石加入步骤(5)的PVA溶液中,剧烈搅拌使之混合均匀,形成稳定的胶状溶液;(7)将步骤(6)的胶状溶液倾倒在聚四氟乙烯平板上流延成膜,得到LDHs/PVA复合膜。2.根据权利要求1所述的一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是所述的M2+是指Mg2+、Zn2+、Fe2+或Cu2+中的一种。3.根据权利要求1所述的一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是所述的M3+是指Co3+、Al3+或Fe3+中的一种。4.根据权利要求1所述的一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是所述的有机盐是指酒石酸钠、柠檬酸钠、氨基三乙酸钠、乙二胺四乙酸钠中的一种。5.根据权利要求1所述的一种LDHs/PVA复合膜及其制备方法,其特征是M3+的摩尔浓度为0.5~1M。6.根据权利要求1和5所述的一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是所述的混合溶液中,M2+、M3+与有机阴离子的摩尔比是0.8~4.2:1:0.5~5.2。7.根据权利要求1所述的一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是所述的重金属离子螯合剂插层水滑石加入到步骤(5)的PVA溶液中,加入量是按照插层水滑石:PVA质量比为1:8~25。8.根据权利要求1所述的一种LDHs/PVA复合膜制备方法,其特征是步骤(5)所述的混合,是按PVA与蒸馏水照质量比为1:8~14的比例进行的。9.一种如权利要求1所述的LDHs/PVA复合膜在重金属废水处理中的应用,其特征是在25℃下,将该LDHs/PVA复合膜吸附材料浸入含Cu2+、Cd2+或Pb2+重金属废水中,用氢氧化钠或者硝酸调节废水的pH=5,并不断搅拌,浸入时间为40~60min。10.根据权利要求9所述的一种LDHs/PVA复合膜在重金属废水处理中的应用,其特征是LDHs/PVA复合膜吸附材料最优浸入时间为30~40min。

    说明书

    一种LDHs/PVA复合膜制备方法及其在重金属废水中应用

    技术领域

    本发明属于复合膜材料技术领域,尤其涉及一种水滑石复合材料的制备方法及其在重金属废水中应用。

    技术背景

    随着工业生产和城市现代化水平发展,废水大量排放,水源中重金属积累加剧,重金属污染严重。因此有效地去除废水中的重金属已成为当前的迫切任务。目前,重金属废水的处理方法主要有化学沉淀法、电化学法、吸附法和膜分离法等。其中吸附法具有高效、简便和选择性好等优点,特别是对污染性强、用其它方法难以有效处理的重金属废水具有独特的应用价值。然而,普通的吸附剂存在分离和回收困难的问题,传统的过滤方法容易导致吸附材料的流失。因此,开发廉价、高效的水处理吸附材料是吸附研究的一个重要方面。

    水滑石(Layereddoublehydroxides,简写为LDHs)是由二价和三价金属离子组成的具有层状晶体结构的无机化合物。其组成通式为:[M(II)1-xM(III)x(OH)2]x+(An?x/n).mH2O,其中,M(Ⅱ)和M(Ⅲ)分别为二价和三价金属离子,A是价数为-n的层间阴离子,x为水滑石中M(Ⅲ)的摩尔数,m为水合水数。其板层结构是由金属氢氧八面体通过共用边相互连接而成,带正电,层间有可交换的阴离子作为平衡离子,使整个结构呈电中性。水滑石板层金属离子可调变,层间阴离子具有插层组装性,可根据需要调控组装,因而水滑石材料种类繁多。水滑石合成方便,成本低廉、无污染,可再生,已在吸附、催化、医药和阻燃等方面得到广泛应用。

    发明内容:

    本发明的目的在于克服普通的吸附材料易流失,易降解的缺点,提供一种用于水滑石复合膜材料(LDHs/PVA)的制备方法及其在重金属废水中的应用。

    本发明的一种LDHs/PVA复合膜的制备方法,包括如下步骤:分别选用有机盐酒石酸钠、柠檬酸钠、氨基三乙酸钠或乙二胺四乙酸钠作为重金属离子的螯合剂,采用共沉淀法将其插入水滑石层间,制备有机酸根离子插层水滑石。加热、剧烈搅拌下将制备得到的插层水滑石与聚乙烯醇(PVA)的水溶液混合,得到胶状溶液,在聚四氟乙烯平板上流延成膜,得到LDHs/PVA复合膜。

    为实现本发明的目的采用的技术方案如下:

    一、LDHs/PVA复合膜的制备

    (1)分别配制二价金属阳离子M2+的硝酸盐或氯化盐水溶液A、三价金属阳离子M3+的硝酸盐或氯化盐水溶液B,取重金属离子螯合剂有机盐充分分散于蒸馏水中,得到水溶液C;其中,M2+、M3+与有机阴离子的摩尔比是0.8~4.2:1:0.5~5.2,M3+的摩尔浓度为0.5~1M。

    本发明所述的M2+是指Mg2+、Zn2+、Fe2+或Cu2+中的一种;

    本发明所述的M3+是指Co3+、Al3+或Fe3+中的一种;

    本发明所述的有机盐是指酒石酸钠、柠檬酸钠、氨基三乙酸钠、乙二胺四乙酸钠中的一种;

    (2)在氮气气氛?;は?,不停地强烈搅拌溶液C,同时将水溶液A和水溶液B同时双滴加入水溶液C中得混合溶液;

    (3)滴加完成后用质量比为20%的NaOH溶液调节混合溶液的pH值为8.0~12.0,继续反应45~90min后,获得样品;将样品置于50~90℃条件下陈化10~18小时;

    (4)将陈化的样品用蒸馏水洗涤至终滤液pH=7~8,过滤,将得到的滤饼在50~100℃温度范围内真空干燥3~8小时,破碎,过100~200目筛子,即得到重金属离子螯合剂插层水滑石;

    (5)将PVA与蒸馏水按照质量比为1:8~14的比例混合,在80~90℃水浴加热下,剧烈搅拌使PVA溶解得PVA溶液;

    (6)将步骤(4)制得的重金属离子螯合剂插层水滑石按照插层水滑石:PVA质量比为1:8~25,加入步骤(5)的PVA溶液中,剧烈搅拌使之混合均匀,形成稳定的胶状溶液;

    (7)将步骤(6)的胶状溶液倾倒在聚四氟乙烯平板上流延成膜,得到LDHs/PVA复合膜。

    本发明的一种LDHs/PVA复合膜的应用是将LDHs/PVA复合膜作为吸附材料用于重金属废水处理中。

    二、LDHs/PVA复合膜在重金属废水中的应用

    在25℃下,将该LDHs/PVA复合膜吸附材料浸入含Cu2+、Cd2+或Pb2+重金属废水中,用氢氧化钠或者硝酸调节废水的pH=5,并不断搅拌,浸入时间为40~60min,最高吸附率可以达到92%。综合考虑成本与效率,最优浸入时间为30~40min。

    LDHs/PVA复合膜吸附重金属离子后可用质量比为5%~20%的碳酸钠溶液进行洗脱,回收率可以达到80%以上,说明LDHs/PVA复合膜具有良好的重金属离子吸附和回收性能。

    本发明的采用共沉淀法制备的一种LDHs/PVA复合膜,是利用水滑石的可插层组装性,在水滑石层间插层组装上对重金属离子具有螯合作用的有机阴离子,该插层水滑石能够迅速捕获水中的重金属离子。将之与PVA混合制成膜,有利于吸附材料的循环利用,避免流失。

    本发明所述的方法制备条件温和,成本低廉,具有很好的应用前景。

    附图说明

    图1为本发明实施例1制备的LDHs/PVA复合膜的吸附-时间图;

    图2为本发明实施例1制备的LDHs/PVA复合膜的脱附-时间图;

    图3为本发明实施例1制备的EDTA-LDHs、PVA膜和LDHs/PVA复合膜的X射线衍射谱图;

    图4为本发明实施例1制备的EDTA-LDHs、PVA膜和LDHs/PVA复合膜的红外谱图;

    图5为本发明实施例1制备的LDHs/PVA复合膜的实物图。

    具体实施方式:

    以下用非限定性实施例,结合附图对本发明作进一步具体详细描述,将有助于对本发明及其优点的理解,而不作为对本发明的限定,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。

    实施例1

    一、LDHs/PVA复合膜的制备

    (1)配制4.0MMg(NO3)2的水溶液和1.0MAl(NO3)3的水溶液0.1L,分别记为溶液A和B;取0.10mol的乙二胺四乙酸钠充分分散于蒸馏水中,记为溶液C;

    (2)在氮气?;ぜ安煌5厍苛医涟枞芤篊条件下,同时将溶液A和溶液B逐滴加入溶液C中;

    (3)滴加完成后用质量比为20%的NaOH溶液调节pH值为9.0,反应60min,获得样品;将样品置于80℃条件下陈化12小时;

    (4)将陈化后的样品用蒸馏水洗涤至终滤液pH=7,过滤,将得到的滤饼在80℃温度范围内真空干燥8小时,破碎,过200目筛子,即得到乙二胺四乙酸根插层水滑石;

    (5)称量2gPVA加入24g蒸馏水中,在85℃水浴加热下,剧烈搅拌使PVA溶解;

    (6)称量步骤(4)制得的乙二胺四乙酸根插层水滑石0.20g加入步骤(5)的PVA溶液中,剧烈搅拌使之混合均匀,成稳定的胶状溶液;

    (7)取步骤(6)的胶体溶液倒在10cm*10cm聚四氟乙烯平板上流延成膜,50~60℃条件下,真空干燥12h,即得到厚度为0.15mm的LDHs/PVA复合膜,如附图5所示。

    本实施例制得的LDHs/PVA复合膜、EDTA-LDHs和PVA膜的XRD谱图见附图3。从图1可以看出,LDHs/PVA复合膜在6.18°,9.51°,19.47°,60.92°附近分别具有(003),(006),(009),(110)特征峰,这些特征峰与EDTA-LDHs的特征吸收峰基本一致。其中,19.47°处的特征峰与PVA在19.35°处的特征峰基本一致。

    本试验制得的LDHs/PVA复合膜、EDTA-LDHs和PVA膜的红外谱图见附图4。

    二、LDHs/PVA复合膜在含铜废水中的应用

    (1)吸附:在25℃下,将LDHs/PVA复合膜加入到含有Cu2+浓度为64mg/L的100ml铜废水中,用氢氧化钠或者硝酸调节溶液的pH=5,并不断搅拌。按不用时间间隔取上清液,用火焰原子吸收光谱法测定Cu2+浓度。

    在Cu2+浓度为64mg/L的条件下,LDHs/PVA复合膜对Cu2+的吸附率随时间变化如附图1所示。测试结果说明,在20min内,LDHs/PVA复合膜对Cu2+的吸附速率较快,去除率可达到59.6%;随着吸附的进一步进行,吸附速率慢慢变小,直至40min时,吸附率已达82.59%,此时已基本达到了平衡;当吸附进一步进行到60min时,吸附率增加至84.9%。

    (2)脱附:将上述吸附后的LDHs/PVA复合膜于自然条件下干燥,配置质量比为5%~10%的碳酸钠溶液100mL,剧烈搅拌下,将干燥后的LDHs/PVA复合膜加入。按不同时间间隔取样,用火焰原子吸收光谱法测定Cu2+浓度。

    LDHs/PVA复合膜对Cu2+的脱附随时间变化如附图2所示。测试结果表明,5min内,脱附速率很快,已经达到了75%;随着脱附的进行,脱附速率变慢,30min后,脱附基本已经达到平衡,脱附率基本维持在83.5%??悸堑骄眯?,脱附时间选用30min较为合适。

    实施例2

    一、LDHs/PVA复合膜的制备

    (1)分别配制3.0MZn(NO3)2的水溶液和1.0MFe(NO3)3的水溶液0.1L,记为溶液A和溶液B;取0.20mol的酒石酸钠充分分散于蒸馏水中,记为溶液C;

    (2)在氮气?;ぜ安煌5厍苛医涟枞芤篊条件下,同时将溶液A和溶液B逐滴加入溶液C中;

    (3)滴加完成后用质量比为20%的NaOH溶液调节pH值为8.0,反应45min,获得样品;将样品置于80℃条件下陈化14小时;

    (4)将陈化后的样品用蒸馏水洗涤至终滤液pH=7,过滤,将得到的滤饼在80℃温度范围内真空干燥6小时,破碎,过150目筛子,即得到乙二胺四乙酸插层水滑石;

    (5)称量3gPVA加入30g去蒸馏水中,在85℃水浴加热下,剧烈搅拌使PVA溶解;

    (6)称量步骤(4)制得的酒石酸插层水滑石0.15g加入步骤(5)的PVA溶液中,剧烈搅拌使之混合均匀,成稳定的胶状溶液;

    (7)取步骤(6)的胶体溶液倒在10cm*10cm聚四氟乙烯平板上流延成膜,50~60℃条件下,真空干燥12h,即得到厚度约为0.25mm的LDHs/PVA复合膜。

    二、LDHs/PVA复合膜在含镉废水中的应用

    (1)吸附:在25℃下,将LDHs/PVA复合膜加入到含有Cd2+浓度为56mg/L的100ml含镉废水中,用氢氧化钠或者硝酸调节溶液的pH=5,并不断搅拌30min时,取上清液,用火焰原子吸收光谱法测定Cd2+浓度,计算可得,LDHs/PVA复合膜的吸附率为78.6%;40min时,取上清液,用火焰原子吸收光谱法测定Cd2+浓度。计算可得,LDHs/PVA复合膜的吸附率为83.20%

    (2)脱附:将上述吸附后的LDHs/PVA复合膜于自然条件下干燥,配置质量比为8%~15%的碳酸钠溶液100mL,剧烈搅拌下,将干燥后的LDHs/PVA复合膜加入,30min后,取上清液,用火焰原子吸收光谱法测定Cd2+浓度。结果表明,LDHs/PVA复合膜的脱附率可达到82.1%。

    实施例3

    一、LDHs/PVA复合膜的制备

    (1)分别配制2.0MFe(NO3)2的水溶液和1.0MCo(NO3)3的水溶液0.1L,记为溶液A和B;取0.15mol的柠檬酸钠充分分散于蒸馏水中,记为溶液C;

    (2)在氮气?;ぜ安煌5厍苛医涟枞芤篊条件下,同时将溶液A和溶液B逐滴加入溶液C中;

    (3)滴加完成后用质量比为20%的NaOH溶液和1M硝酸调节pH值为9.5,反应90min,获得样品;将样品置于80℃条件下陈化12小时;

    (4)将陈化后的样品用蒸馏水洗涤至终滤液pH=7,过滤,将得到的滤饼在80℃温度范围内真空干燥10小时,破碎,过200目筛子,即得到柠檬酸插层水滑石;

    (5)称量2.5gPVA加入27g蒸馏水中,在85℃水浴加热下,剧烈搅拌使PVA溶解;

    (6)称量步骤(4)制得的柠檬酸插层水滑石0.20g加入步骤(5)的PVA溶液中,剧烈搅拌使之混合均匀,成稳定的胶状溶液;

    (7)取步骤(6)的胶体溶液倒在10cm*10cm聚四氟乙烯平板上流延成膜,50~60℃条件下,真空干燥12h,即得到厚度约为0.20mm的LDHs/PVA复合膜。

    二、LDHs/PVA复合膜在含铅废水中的应用

    (1)吸附:在25℃下,将LDHs/PVA复合膜加入到含有Pb2+浓度为82mg/L的50ml含铅废水中,用氢氧化钠或者硝酸调节溶液的pH=5,并不断搅拌40min,取上清液,用火焰原子吸收光谱法测定Pb2+浓度。计算可得,LDHs/PVA复合膜的吸附率为84.82%

    (2)脱附:将上述吸附后的LDHs/PVA复合膜于自然条件下干燥,配置质量比为5%~12%的碳酸钠溶液50mL,剧烈搅拌下,将干燥后的LDHs/PVA复合膜加入,30min后,取上清液,用火焰原子吸收光谱法测定Pb2+浓度。结果表明,LDHs/PVA复合膜的脱附率可达到81.10%。

    关于本文
    本文标题:一种LDHS/PVA复合膜制备方法及其在重金属废水中应用.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6302045.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • pk10大小计划网页版 福彩时时彩玩法技巧之稳赚 掌薪宝靠什么能赚钱 手机版时时彩分析软件 旧家电回收赚钱么 湖北快3遗漏号码天数 手机小说广告赚钱 167棋牌游戏官网 玩大小单双怎么才能赢 内蒙古11选5开奖结果下裁 体彩最晚几点可以买 128棋牌游戏完整版 江苏快3和值技巧稳赚 京梦棋牌官网 咖啡之翼北京店赚钱么 3d走势图50期