一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法与流程

文档序号:17388250发布日期:2019-04-13 00:18阅读:199来源:国知局
本发明涉及纺织领域,具体涉及一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法。
背景技术
:随着国民经济的发展,环境污染问题越来越突出,尤其是水污染问题。我国人均水资源是世界平均水平的1/4,所以污水处理问题亟待解决。膜分离技术以高效、无污染的特点一直是污水处理研究的热点。只考虑膜本身时,影响分离效果主要是膜材质和膜孔径。根据分离原料的不同选择不同的膜孔径,而膜材质的表面性质对膜分离效果影响较大。按对水的亲和性可以把膜分为亲水性膜和疏水性膜。膜的亲水性会影响到膜与溶质间的相互作用。现有的膜材质中,亲水性膜材料如聚丙烯腈、醋酸纤维素等对溶质吸附少,但是机械强度小,抗腐蚀性差。疏水性膜材料如聚酯、聚偏氟乙烯等耐高温、耐腐蚀,但是膜抗污染能力低,透水性差,溶液中蛋白质,胶体粒子等会造成膜孔堵塞。亲水性膜提高机械强度、抗腐蚀能力难度大,可行性差。技术实现要素:要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种静电纺面料改性的水过滤膜材,本发明通过将絮凝剂和羽毛角蛋白共混,制备一种具有吸附效果的过滤膜。技术方案:一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法,包括以下步骤:s1、将动物羽毛剪成粉末,然后加入酸溶液中,在水浴中酸解溶胀,至溶液变色后,过滤洗涤羽毛粉末,将羽毛粉末加入至亚硫酸氢钠水溶液中,水浴加热反应,过滤后,再将羽毛粉末投入氢氧化钠水溶液中,水浴加热,充分溶解后,过滤收集滤液;s2、将步骤s1中的滤液调节ph至4,然后出现沉淀,收集沉淀洗涤干燥,得到羽毛角蛋白;s3、将无水乙醇,巯基乙醇与去离子水混合均匀后,加入丙烯酰胺,充分溶解以后,加入羽毛角蛋白,溶解均匀后,排除氧气,然后加入过硫酸铵和n,n,n’,n’-四甲基乙二胺,在水浴中搅拌反应,脱泡静置得到纺丝液;s4、将步骤s3制备得到纺丝液进行静电纺丝,得到一种水过滤膜材料。进一步的,所述步骤s1中酸溶液为盐酸或者硫酸溶液,盐酸溶液的浓度为3-8%,所述硫酸溶液的浓度为2-4%,水浴中酸解溶胀的温度为60-70℃。进一步的,所述步骤s1中亚硫酸氢钠水溶液的浓度为6-12%,氢氧化钠水溶液的浓度为6-10%,本步骤中水浴加热的温度均为60-70℃。进一步的,所述步骤s3中无水乙醇、巯基乙醇和去离子水的体积比为2:3:5。进一步的,所述步骤s3中丙烯酰胺加入的量为溶液的8-10%,羽毛角蛋白加入的量为溶液的4-6%,n,n,n’,n’-四甲基乙二胺加入的量为溶液的2%。进一步的,所述步骤s3中在40-50℃水浴中搅拌10-20min。有益效果:本发明的水过滤膜材具有以下优点:通过聚丙烯酰胺和羽毛角蛋白共混改性,聚丙烯酰胺本身就是一种污水絮凝剂,羽毛角蛋白作为一类天然有机高分子,在它的分子链上有带正电荷的氨基和带负电荷的羧基,是一种天然两性高分子,具有一定的絮凝性能,通过相互接枝改性共聚合生成一种有较高电荷密度的共聚物,再通过静电纺纺制成膜,增加了膜材的絮凝性能。具体实施方式实施例1一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法,包括以下步骤:s1、将动物羽毛剪成粉末,然后加入浓度为3%盐酸溶液中,在60℃水浴中酸解溶胀,至溶液变色后,过滤洗涤羽毛粉末,将羽毛粉末加入至浓度为6%亚硫酸氢钠水溶液中,60℃水浴加热反应,过滤后,再将羽毛粉末投入浓度为10%氢氧化钠水溶液中,60℃水浴加热,充分溶解后,过滤收集滤液;s2、将步骤s1中的滤液调节ph至4,然后出现沉淀,收集沉淀洗涤干燥,得到羽毛角蛋白;s3、将体积比为2:3:5的无水乙醇,巯基乙醇与去离子水混合均匀后,加入8%的丙烯酰胺,充分溶解以后,加入4%羽毛角蛋白,溶解均匀后,排除氧气,然后加入过硫酸铵和2%的n,n,n’,n’-四甲基乙二胺,在40℃水浴中搅拌反应10min,脱泡静置得到纺丝液;s4、将步骤s3制备得到纺丝液进行静电纺丝,得到一种水过滤膜材料。实施例2一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法,包括以下步骤:s1、将动物羽毛剪成粉末,然后加入浓度为8%盐酸溶液中,在70℃水浴中酸解溶胀,至溶液变色后,过滤洗涤羽毛粉末,将羽毛粉末加入至浓度为12%亚硫酸氢钠水溶液中,70℃水浴加热反应,过滤后,再将羽毛粉末投入浓度为10%氢氧化钠水溶液中,70℃水浴加热,充分溶解后,过滤收集滤液;s2、将步骤s1中的滤液调节ph至4,然后出现沉淀,收集沉淀洗涤干燥,得到羽毛角蛋白;s3、将体积比为2:3:5的无水乙醇,巯基乙醇与去离子水混合均匀后,加入10%的丙烯酰胺,充分溶解以后,加入6%羽毛角蛋白,溶解均匀后,排除氧气,然后加入过硫酸铵和2%的n,n,n’,n’-四甲基乙二胺,在50℃水浴中搅拌反应20min,脱泡静置得到纺丝液;s4、将步骤s3制备得到纺丝液进行静电纺丝,得到一种水过滤膜材料。实施例3一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法,包括以下步骤:s1、将动物羽毛剪成粉末,然后加入浓度为2%硫酸溶液中,在62℃水浴中酸解溶胀,至溶液变色后,过滤洗涤羽毛粉末,将羽毛粉末加入至浓度为8%亚硫酸氢钠水溶液中,62℃水浴加热反应,过滤后,再将羽毛粉末投入浓度为7%氢氧化钠水溶液中,62℃水浴加热,充分溶解后,过滤收集滤液;s2、将步骤s1中的滤液调节ph至4,然后出现沉淀,收集沉淀洗涤干燥,得到羽毛角蛋白;s3、将体积比为2:3:5的无水乙醇,巯基乙醇与去离子水混合均匀后,加入8%的丙烯酰胺,充分溶解以后,加入5%羽毛角蛋白,溶解均匀后,排除氧气,然后加入过硫酸铵和2%的n,n,n’,n’-四甲基乙二胺,在44℃水浴中搅拌反应14min,脱泡静置得到纺丝液;s4、将步骤s3制备得到纺丝液进行静电纺丝,得到一种水过滤膜材料。实施例4一种静电纺面料改性的水过滤膜材的制备方法,包括以下步骤:s1、将动物羽毛剪成粉末,然后加入浓度为4%硫酸溶液中,在68℃水浴中酸解溶胀,至溶液变色后,过滤洗涤羽毛粉末,将羽毛粉末加入至浓度为10%亚硫酸氢钠水溶液中,68℃水浴加热反应,过滤后,再将羽毛粉末投入浓度为9%氢氧化钠水溶液中,68℃水浴加热,充分溶解后,过滤收集滤液;s2、将步骤s1中的滤液调节ph至4,然后出现沉淀,收集沉淀洗涤干燥,得到羽毛角蛋白;s3、将体积比为2:3:5的无水乙醇,巯基乙醇与去离子水混合均匀后,加入9%的丙烯酰胺,充分溶解以后,加入4%羽毛角蛋白,溶解均匀后,排除氧气,然后加入过硫酸铵和2%的n,n,n’,n’-四甲基乙二胺,在48℃水浴中搅拌反应16min,脱泡静置得到纺丝液;s4、将步骤s3制备得到纺丝液进行静电纺丝,得到一种水过滤膜材料。本发明的水过滤膜材的具体性能指标见下表1:膜截留率的测定:在0.1mpa采用msc杯型超滤器对质量浓度1000mg/l的牛血清蛋白溶液进行过滤,再用紫外可见光分光光度计在波长280nm条件下测定原液和滤液的吸光度值,截留率r的计算公式为:截留率=(原液bsa浓度-滤液bsa浓度)/原液bsa浓度;cod测试:絮凝完毕后水样放置过夜,第二天测cod值和吸光度;脱色率计算:脱色率(%)=(a0-a)/a0×100%(a0:原废水的吸光度,a:絮凝后水的吸光度)表1截留率(%)cod脱色率(%)实施例196.6136080.1实施例296.5124082.2实施例396.9140281.4实施例496.1138781.7注:原废水中cod的至为6776。当前第1页12
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