[发明专利]一种醋酸纤维素膜中形成磁铁矿纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明为一种醋酸纤维素膜中形成磁铁矿纳米颗粒的制备方法，包括制备醋酸纤维素膜；加入8‑羟基喹啉，利用浇铸刀在玻璃板基材上进行溶液浇铸；制备的膜洗涤并在水中浸泡；并进行膜的干燥；将聚乙烯醇聚合物在剧烈混合，在水中溶解，得到均匀溶液；加入的氯化铁，在混合液中滴加氢氧化钠；通过超声仪震荡器将溶液超声处理，破碎材料聚集体；将醋酸纤维素膜浸入纳米复合材料溶液，排出过量溶液后，干燥制得。采用该制备方法所制备的膜离子去除性能提高，膜表面亲水性得到了改善，吸附性能和机械完整性较好，并且可重复使用。

技术领域

本发明涉及污水处理材料，特别是涉及一种醋酸纤维素膜中形成磁铁矿纳米颗粒的制备方法。

背景技术

由于各种行业产生的废水，包括电子，冶金，不锈钢制造和电镀放电，大量含有重金属的废水被排放到水中，这引起了对环境问题的惊人关注。重金属离子是不可降解和稳定的，可以在生物体中积累并在生态和生理上带来很大的风险。因此，将重金属排放到环境中之前有效地从工业废水中去除重金属是对保护环境来说非常重要的。最近，膜吸附已被用作从水溶液中除去金属离子的适用方法。与用于分离金属离子的常规技术（例如离子交换，吸附柱和化学沉淀）相比，含有丰富结合位点的吸附膜提供了若干优点，例如优异的去除效率，更高的流速，可重复使用性，更低的压降，更快的动力学，同时更加适用于大规模的工业生产。吸附剂纳米材料在废水精制中的使用由于其大的比表面积和许多活性基团而引起了重要的考虑。然而，纳米吸附剂与水溶液分离及其再生的困难限制了它们的实际应用。在实际操作中，纳米吸附剂可以加载并分散在一些多孔材料（作为载体）上以解决上述问题。此外，多孔载体如膜本身也可用作增加吸附容量的附加吸附剂。金属氧化物由于其所需的吸附能力，大的表面积，高选择性和活性，被归类为从含水体系中去除金属离子的合适试剂之一。

磁铁矿是一种在环境条件下最耐用的氧化铁类，可以通过简便的方法合成，并且由于其众多的表面羟基，易于与其他组分结合。此外，磁铁矿由于其优异的反应性，独特的吸附，离子交换能力，低成本和催化性能而引起了极大的兴趣。此外，引入添加剂如络合剂是提供具有合适金属亲和力的高性能膜的有效方法。常用方法包括用吸附层涂覆载体，在表面上固定反应性配体，以及两种方法的组合。

8-羟基喹啉（8-HQ），一种在水中可忽略不计的可溶性晶体，通常在一些含金属的化合物中用作螯合剂。8-羟基喹啉（图1）可以通过共价或非共价技术固定在多孔结构上。

醋酸纤维素（CA）作为一种高度适用的聚合物，由于其环保性，低价格，中等耐氯性，良好的生物相容性和高亲水性，经常用于制备超滤（UF）和纳滤（NF）膜。但是致密的表层以及醋酸纤维素膜的亚层的低孔隙率导致了CA膜的低通量。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种醋酸纤维素膜中形成磁铁矿纳米颗粒的制备方法，采用该制备方法所制备的膜离子去除性能提高，膜表面亲水性得到了改善，吸附性能和机械完整性较好，并且可重复使用。

本发明的具体技术方案为：一种醋酸纤维素膜中形成磁铁矿纳米颗粒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

第一步，制备醋酸纤维素膜；将8-羟基喹啉和乙酸纤维素溶解在丙酮中，并加入聚乙烯吡咯烷酮作为成孔剂，机械搅拌制备涂料溶液；

第二步，加入8-羟基喹啉，利用浇铸刀在玻璃板基材上进行溶液浇铸，将玻璃板置于18℃～25℃的非溶剂中；

第三步，制备的膜洗涤并在水中浸泡；在室温下使用滤纸进行膜的干燥；

第四步，将聚乙烯醇聚合物在剧烈混合，并在85℃的水中溶解，得到均匀溶液；

第五步，在室温下在机械混合下加入的氯化铁，在混合液中滴加氢氧化钠，使溶液达到弱碱性条件，并通过混合液的颜色改变来判断Fe₃O₄的形成；