[发明专利]一种用于去除水中污染物的复合膜制备方法及应用

说明书

本发明涉及膜吸附分离材料制备技术领域。具体涉及一种用于去除水中污染物的复合膜制备方法及应用。将氧化石墨烯水溶液与纳米颗粒按比例共混，PEG充当交联剂，通过真空自组装法将氧化石墨烯负载到多孔微滤基膜上，并在60℃的环境下干燥，制得氧化石墨烯复合膜。本发明制备方法简单快速，反应条件温和，不需要复杂的仪器设备即可完成，且所得氧化石墨烯复合膜具有良好的亲水性、稳定性和对水中污染物较高的去除效果。

技术领域

本发明属于膜吸附分离材料制备技术领域，具体涉及一种用于去除水中污染物的复合膜制备方法及应用。

背景技术

传统工业废水中含有大量氮化物、氟化物、重金属（铜、镉、铅等）等无机污染物，医药工业废水中则含有高浓度的酚类、苯胺以及抗生素等有机污染物。经过生化和混凝沉淀等方法处理后，有机物、重金属、硬度、含盐量等指标仍然较高，必须采取有效的深度处理工艺加以去除，达到国家排放标准后才能将其排放。

处理工业废水的主要方法有物理化学法、氧化法和吸附法等，具有成本较高、去除效率低、易二次污染等缺点。膜吸附是膜技术与吸附技术相结合的集成工艺，膜吸附采用具有一定孔径的膜作为介质，嵌入或连接功能颗粒和配基，以此与目标污染物相互作用，达到分离目的。是21世纪最有发展前途的高新生产技术之一，成为世界各国研究的热点。

氧化石墨烯（GO）含有丰富的含氧官能团，具有性质稳定、比表面积高（2630 m²/g）、亲水性好等优点。通过GO的功能化改性或嵌入吸附功能颗粒，制备出具有高吸附容量并兼具分离性能的复合膜材料。申请号为CN201910648052.2的专利公布了一种高效去除痕量有机污染物的CNT-GO复合膜的制备方法，通过将碳纳米管与GO按比例混合后，采用沉积法和抽滤法制备出对微污染物去除效率高、稳定性能强的复合膜。申请号为CN201910896429.6的专利公布了一种具有吸附功能的氧化石墨烯分离膜制备方法及其制得的产品。通过混合沉淀法将纳米水合氧化锰与氧化石墨烯，在多孔无机或有机载体上制得了膜材料。申请号为CN201510611648.7的专利公布了一种氧化石墨烯金属/金属氧化物纳米粒子改性的中空纤维超滤膜及其制备方法，将氧化石墨烯和金属氧化物纳米粒混合得到铸膜液，然后纺制成膜。以上表明可以在氧化石墨烯中添加高分子材料或纳米粒来，以此来提高膜材料的吸附性能，然而往往GO层在复合材料表面附着不稳容易脱落。

申请号为CN201910573071.3的专利公布了一种氧化铝/氧化石墨烯/聚乙烯醇复合纳滤膜的制备方法，先通过加热反应将氧化铝负载到氧化石墨烯上，得到氧化铝/氧化石墨烯溶液，采用涂覆法将该溶液与聚乙二醇交替涂覆在聚醚砜超滤膜上，制得表面带有负电荷的纳滤膜材料。此方法优点在于膜材料表面的负电荷提高了膜层的盐截留率，但溶液制备时间过长，并伴有加热反应，操作繁杂。

申请号为CN201710264132.9的专利公开了一种氧化石墨烯改性的高性能超滤复合膜及其制备方法，首先将PVDF超滤膜分别在氢氧化钾、四丁基氟化铵混合液和亚硫酸氢钠、浓硫酸混合液中浸泡一段时间进行活化，再依次接枝酰氯基官能团、氧化石墨烯、氨基官能团、氧化石墨烯，重复数次，置于纯水中得到所需膜材料。此方法的优点在于乙二胺使得氧化石墨烯更加稳定，可以得到不同层数的氧化石墨烯复合膜。但是制备过程中用到浓硫酸等危险试剂，且操作过程过于繁杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服传统繁杂的制膜方法，设计一种具有较强稳定性，吸附容量良好的新型复合膜。本发明以多孔滤膜为基膜，将GO与纳米材料以不同比例混合真空自组装在基体上，加入适量交联剂制得新型复合膜，用于水中污染物的去除，操作简单快捷。

本发明采用以下技术方案：一种用于去除水中污染物的复合膜制备方法，其中，制备包括如下步骤：

步骤一：将氧化石墨烯加入纯水，室温超声，得到氧化石墨烯分散液；

步骤二：将PEG400溶于纯水中，室温超声，得到PEG溶液；