[发明专利]一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用

说明书

本发明提供了一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用，属于废水处理技术领域。本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜中，聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐中含有的噻吩硫基团能够在复合膜表面还原重金属离子为金属单质，实现重金属离子的去除，在废水处理领域中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用。

背景技术

现存的含重金属的废水处理方法主要有：化学法、物理处理法和生物处理法。其中，化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理；化学沉淀法是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，这种方法的缺点是处理工艺较复杂，容易产生二次污染；电解法是利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用；电解法主要用于电镀废水的处理，这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以，电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。

物理处理法主要包含溶剂萃取法、离子交换法、膜分离技术及吸附法；溶剂萃取法需要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，该方法存在局限性，不能广泛推广；离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中重金属离子的方法，该方法中的离子交换基易氧化失效，再生频繁，操作费用高；膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，在不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法，这种方法的缺点是电极极化、膜易结垢和腐蚀等；吸附法主要利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子，吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂是活性炭，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。

生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法；生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法，该方法的不足是吸附容量易受环境因素的影响，重金属废水含有的多种有害重金属影响微生物的作用，限制应用等；生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法，缺点是微生物的特性易受环境影响；植物修复法指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，该方法的不足是工程量较大，经济效益较低。

因此，开发能够处理金属离子浓度较低的污水且工程量较低的新型重金属废水处理的材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用，所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜具有较好的重金属离子选择性，能够达到选择性分离并去除重金属离子的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。

本发明提供了上述技术方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：