[发明专利]一种有效去除水体中微量重金属离子的改性聚合物膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物膜材料的制备方法，尤其涉及有效去除水体中微量重金属离子的改性聚合物膜材料的制备方法。 

技术背景

重金属离子广泛存在于自然界，是工业上重要的原材料。但是由于工业的迅速发展，重金属过度开采使用，使得大量重金属进入大气、水体、土壤造成污染，严重损害了人民健康，其中水体重金属污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一。众所周知，我国是个水资源贫乏地区，再加上污染等原因，使得原本有限的水资源变得更加珍贵。对于污染水体的治理，尤其是水体中重金属离子的去除，显得尤为重要。针对地表水污染严重的现状，迫切需要能够找到一种简便高效地去除水体中重金属离子的方法和材料，从而为解决我国局部地区用水困难问题提供帮助。 

目前，国内外使用的去除水体中重金属离子方法包括化学沉淀法、生物法、吸附法、离子交换法、膜分离法等。 

化学沉淀法是把重金属离子通过化学反应转变成难溶于水的氢氧化物或硫化物等盐类后进行沉淀去除。CN101244860A公开了利用氧化还原-沉淀过滤-磁性吸附的方法去除废液中的重金属离子。该方法工艺流程复杂，要使用大量的化学药剂，从而会使水中引入新的杂质。 

生物法是利用微生物在生长过程中产生的胞外聚合物如多糖、糖蛋白、脂多糖等具有大量阴离子基团的性质，对某些重金属离子的富集来达到将其从水中去除的目的。CN101428929A公开了一种利用生物制剂直接深度处理重金属废水的方法，可以有效去除废水中的重金属和钙离子。但生物法需要进行生物的引种、 培养以及营养物质补给，运行操作不便，并且当重金属离子浓度较高时，会对生物产生毒副作用，从而引起生物反应效率降低甚至失效。 

吸附法是常用的处理重金属离子污水的方法之一，通常利用吸附剂对金属离子进行吸附去除。CN101594933A公开了一种磨细的沸石和纳米相材料组成的吸附剂制备方法及其重金属离子吸附的应用；CN101279789A公开了一种铁-钛复合氧化物纳米材料制备方法及其重金属离子吸附的应用；CN101386438A公开了一种氨基修饰的Fe₃O₄-SiO₂复合微粒的制备方法及其重金属离子吸附的应用；CN101502785A公开了一种去除重金属离子的表面修饰纳米钛酸盐制备方法及其应用；CN101690882A公开了一种去除水体中重金属离子的天然吸附剂及其制备方法和应用；CN101613135A公开了一种利用纳米羟基磷灰石去除水体中重金属离子的方法；CN101973620A公开了一种利用氧化石墨烯片去除水体中重金属离子的方法。但上述吸附剂均为无机粉末状态，存在运输和后处理复杂等缺点，将重金属离子从液相转化到固相，吸附剂再生困难。利用高分子吸附剂可以克服无机粉体难处理的不足，CN101314492A公开了一种新型重金属离子螯合剂制备方法及其应用；CN101172677A公开了一种利用聚谷氨酸及其盐类作为凝集剂去除水中重金属的应用；CN101560004A公开了一种利用羟肟酸型高分子絮凝剂制备方法及其重金属离子去除的应用；CN101757893A公开了一种基于磺酸树脂的重金属离子选择性吸附聚合物及制备方法。但高分子吸附剂的制备成本高，使用时需要用量很大才能达到较好的去除效果，且对某些重金属离子的去除效果不够理想，因此限制了该方法的应用。 

离子交换法采用离子交换树脂或离子交换膜处理来去除或回收重金属离子。CN1446755A公开了一种弱碱性阴离子交换树脂制备及其吸附重金属离子的方法；CN101481185A公开了一种利用阳离子交换膜化学反应器分离去除水体中重金属离子的方法。但离子交换树脂或离子交换膜成本较高，使用时会在水体中重新引入大量的其他离子，离子交换树脂的再生需要消耗大量药剂。