[发明专利]一种双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法有效
申请号: | 201611262495.0 | 申请日: | 2016-12-30 |
公开(公告)号: | CN106621816B | 公开(公告)日: | 2019-04-02 |
发明(设计)人: | 郝晓刚;高凤凤;杜晓;李莎莎;韩念琛 | 申请(专利权)人: | 太原理工大学 |
主分类号: | B01D61/54 | 分类号: | B01D61/54;B01D61/44;B01D61/48;C22B7/00;C22B13/00 |
代理公司: | 太原市科瑞达专利代理有限公司 14101 | 代理人: | 申艳玲 |
地址: | 030024 山西*** | 国省代码: | 山西;14 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 双电层碳基膜 连续 回收 溶液 离子 方法 | ||
1.一种双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法,其特征在于:将双电层碳基电活性膜材料应用于电控离子选择渗透系统,电控离子选择渗透系统中设有槽电压-双脉冲电位耦合电路,利用碳基电活性材料的双电层机理和电控离子选择渗透系统中槽电压-双脉冲电位耦合电路,实现了铅离子的连续选择性分离;所述槽电压-双脉冲电位耦合电路由稳压电源和电化学工作站组成;
具体包括以下步骤:
(1)槽电压施加于辅助电极,双脉冲的低电位施加于双电层碳基膜材料,通过调节槽电压-双脉冲电位耦合电路,在接收侧形成等电势体,在原料侧铅离子被选择性的置入到碳基膜材料的双电层区,并不断向膜中扩散,使铅离子的置入仅发生在原料侧;
(2)槽电压施加于辅助电极,双脉冲的高电位施加于双电层碳基膜材料,通过调节槽电压-双脉冲电位耦合电路,在原料侧形成等电势体,在接收侧铅离子从碳基膜材料的双电层区置出,使铅离子的置出仅发生在接收侧。
2.根据权利要求1所述的双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法,其特征在于:所述双电层碳基电活性膜材料是碳材料通过嫁接官能团或构筑三维多孔纳米复合材料得到。
3.根据权利要求2所述的双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法,其特征在于:所述官能团是指羧基或羟基;碳材料是碳纳米管、氧化石墨烯、碳量子点中的一种。
4.根据权利要求1所述的双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法,其特征在于:所述槽电压-双脉冲电位耦合电路是将双脉冲的高电位与槽电压设为相等值,为0.8-1.0V;双脉冲的低电位设为0 V。
5.根据权利要求1所述的双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法,其特征在于:所述稀溶液中铅离子的浓度为1-50 mg/L。
6.根据权利要求1所述的双电层碳基膜连续回收稀溶液中铅离子的方法,其特征在于:碳基膜的制备方法为真空压滤法,具体包括以下步骤:
(1)将碳材料溶于水中配制成碳材料质量分数为0.1~10%的水相溶液A;
(2)将聚乙烯醇溶于水中,加热到50~70℃搅拌7~9 h,得到质量分数为0.1~10%聚乙烯醇水溶液B;
(3)将盐酸和丁二酸按质量比为4:1~8:1溶于水中,配制成质量分数为5~9%的混合酸溶液C;
(4)将上述步骤(1)、(2)和(3)配制成的水相溶液A、B和C三种溶液按体积比为1:(0.5~1):(30~50)的比例混合于反应器中,用超声波细胞粉碎机粉碎20~40分钟得到溶液D;
(5)将溶液D用真空抽滤装置抽滤到孔径为0.22~0.45微米的聚四氟乙烯膜上得到碳基膜,并在60~80℃烘箱中烘干5~7 h;
(6)将碳基膜用蒸馏水冲洗,安装到膜组件中进行铅离子选择渗透分离实验。
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