[发明专利]一种聚苯胺/MXene复合织物的制备方法及其在印染废水处理中的应用

说明书

本发明公开了一种聚苯胺/MXene复合织物的制备方法及其在印染废水处理中的应用，所述制备方法是将纺织品置于酸性水溶液中处理，去除纺织纤维表面杂质，并使纤维表面质子化；然后依次浸入MXene纳米片分散液和阳离子表面活性剂改性的MXene纳米片分散液，烘干，重复，制得MXene复合织物；再采用苯胺原位聚合法在MXene复合织物表面形成聚苯胺层，制得聚苯胺/MXene复合织物。本发明制备的聚苯胺/MXene复合织物具有较好的耐久性，在高盐度有机印染废水处理中可以重复利用。经处理的印染废水满足饮用水标准，而未被蒸发、残留在印染废水中的化学助剂、浆料和染料等污染物经干燥后可回收利用，减少了液体污染物的排放。

技术领域

本发明属于纺织品功能整理和印染废水处理技术领域，特别涉及一种聚苯胺/MXene复合织物的制备方法及其在印染废水处理中的应用。

背景技术

随着印染工业的快速发展，产生的印染废水量与日俱增。据不完全统计，国内印染企业每天排放废水量300~400万吨，其中绝大多数不可再重复利用，纺织印染工业已成为排放废水量最多的工业部门之一。而排放的印染废水中不仅含有纺织纤维原料本身的夹带物，还存在大量的化学助剂、浆料和染料等，具有水量大、高盐度、高色度以及成分复杂多变等特性，是一种极难处理的高盐度有机废水。因此，印染废水处理的难度大一直是废水处理工艺研究的难点。

目前，印染废水处理的方法主要包括混凝沉淀法、光催化降解法、吸附法、膜分离法和辐射法等。尽管这些方法在印染废水的处理中均有各自的优势，但也存在一些不足之处。例如章萍等人（中国发明专利申请号201711118613.5）发明了一种二维磁性MXene材料，其可通过光催化作用降解印染废水中的亚甲基蓝，具有材料易回收、处理效率高、反应条件简单等特点，然而该方法难以同时去除水中的有机-无机污染物，且亚甲基蓝的降解物仍存在于水体中，淡化的水体难以达到饮用水标准。魏嫣莹等人（中国发明专利申请号201811534886.2）发明了一种具有稳定有效层间通道的自交联MXene膜，有望在水分离和纯化领域得到应用。但膜分离法存在过程复杂、能耗高、不易回收利用、成本高等缺点。因此，探索一种低能耗、低成本的纺织印染废水处理新技术刻不容缓。

太阳能是一种清洁、可再生能源，太阳能蒸汽发生技术被认为是一种新型的节能、简单的废水处理技术，已广泛应用于海水淡化、净化等领域。将太阳能蒸汽发生装置置于印染废水表面时，一方面可通过太阳能蒸发形式从废水中产生淡水；另一方面，由于太阳能-水蒸发过程只发生在水和空气的界面，有效避免了水中的染料、浆料、化学助剂等随水分一同蒸发致使淡化的水难以再次利用的问题。太阳能蒸汽发生技术发展的关键问题在于如何提高太阳能-水蒸发效率，高吸光率可确保材料吸收更多的太阳能，而高光热转化效率可使材料将更多吸收而来的太阳能转移至水体并用于蒸汽发生。因此，开发一种高吸光率、高光热转化效率且易于规模化生产的光热转化材料是成为太阳能蒸汽发生技术的热点，也是处理印染废水的技术关键。

发明内容

为了解决现有印染废水处理技术中存在的工艺复杂、能耗高、处理不达标等问题，本发明提供了一种聚苯胺/MXene复合织物的制备方法及其在印染废水处理中的应用。

本发明一种聚苯胺/MXene复合织物的制备方法，包括以下步骤：

（1）首先将纺织品置于酸性水溶液中处理，水洗、烘干，用以去除纺织纤维表面杂质，并使纺织纤维表面质子化；

（2）将处理好的纺织品依次浸入MXene纳米片分散液和阳离子表面活性剂改性的MXene纳米片分散液中，烘干；重复浸渍-烘干工艺，制得MXene复合织物；

（3）采用苯胺原位聚合法在MXene复合织物表面形成聚苯胺层，制得聚苯胺/MXene复合织物。

优选地，所述的步骤（1）中，所使用的酸为盐酸、硝酸、硫酸等，酸性水溶液的质量浓度为5-10 wt%，纺织品质量与酸性水溶液质量比为1:50-100。