[发明专利]一种基于微乳改性纳米零价铁-炭材料预涂层的超滤膜净水方法

摘要

本发明属于水处理新材料或环境功能材料技术领域，特别涉及一种基于微乳改性纳米零价铁‑炭材料预涂层的超滤膜制备方法及其应用方法。本发明首先制备微乳改性纳米零价铁，并制备在氨基聚乙二醇单甲醚(MPEG‑NH₂)中的微乳改性纳米零价铁与炭材料的悬浊液，并将3‑羟基‑L酪氨酸(L‑DOPA)涂覆于超滤膜表面；之后，利用MPEG‑NH₂中氨基与L‑DOPA的共价结合作用将与MPEG‑NH₂结合的nano‑ZVI与炭材料接枝在超滤膜表面。本发明获得的材料具有很强的抗污染能力，且可有效去除水中铬、砷、锑等重金属以及硝基苯、有机卤代物等有机污染物。

主权项

1.一种基于微乳改性纳米零价铁‑炭材料预涂层的超滤膜净水方法，其特征在于：将微乳改性纳米零价铁‑炭材料作为预涂层沉积在超滤膜表面；待处理水在抽吸泵抽吸作用下由外侧依次流经微乳改性纳米零价铁‑炭材料预涂层和超滤膜，进入中空膜内孔侧后流出；所述的基于微乳改性纳米零价铁‑炭材料预涂层的超滤膜采用如下制备方法获得：1)制备微乳改性纳米零价铁(nano‑ZVI)；2)制备基于氨基聚乙二醇单甲醚(MPEG‑NH₂)的nano‑ZVI与炭粉混合悬浊液；3)在超滤膜表面涂覆3‑羟基‑L酪氨酸(L‑DOPA)；4)通过MPEG‑NH₂中氨基与L‑DOPA的共价结合作用，将nano‑ZVI与炭粉接枝在超滤膜表面；所述的基于微乳改性纳米零价铁‑炭材料预涂层的超滤膜的制备方法，其特征是，在50～70℃的电热鼓风干燥箱中，将表面均匀涂覆了L‑DOPA的超滤膜置于基于氨基聚乙二醇单甲醚(MPEG‑NH₂)的nano‑ZVI与炭粉混合悬浊液中反应5～30min；取出并用纯水清洗3次即可获得基于微乳改性纳米零价铁‑炭材料预涂层超滤膜；所述的微乳改性纳米零价铁(nano‑ZVI)采用如下制备方法获得：1)分别配制浓度为1.6mol/L的硼氢化钠(NaBH₄)溶液和浓度为1.0mol/L的三氯化铁(FeCl₃)溶液；2)在充分搅拌条件下将FeCl₃溶液加入到异戊醇中直至完全混合均匀；3)在充分搅拌条件下缓慢加入NaBH₄溶液，其中NaBH₄的加入量与FeCl₃的摩尔比为1：1～4：1，继续搅拌30min，采用磁分离方法获得固体；4)配制质量浓度为75％的乙醇水溶液，乙醇水溶液与环己醚按照1：0.5的比例混合并充分搅拌均匀；5)将固体用乙醇与环己醚的混合溶液清洗3次，真空干燥即可获得微乳改性纳米零价铁(nano‑ZVI)；所述的基于氨基聚乙二醇单甲醚(MPEG‑NH₂)的nano‑ZVI与炭粉混合悬浊液制备方法包括如下步骤：1)配制浓度为8～10mol/L的三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液，用HCl或NaOH将pH值调节至8.0～8.5；2)在充分搅拌的条件下，将微乳改性纳米零价铁(nano‑ZVI)投加到Tris溶液中，nano‑ZVI浓度为5～50g/L；3)在充分搅拌的条件下，将炭粉投加到Tris溶液中，炭粉浓度为10～100g/L，且炭粉与nano‑ZVI的质量比为2：1。