[发明专利]一种ZSM-35自支撑分子筛膜渗透分离重金属离子的应用

说明书

本发明公开了ZSM‑35自支撑分子筛膜用于渗透分离重金属离子的应用，在膜分离装置中，将ZSM‑35自支撑分子筛膜固定于布氏漏斗中，室温下保持膜分离装置压为0.01MPa～0.04MPa，进行重金属离子的分离。ZSM‑35自支撑分子筛膜对浓度为80mg/L的Cd²⁺离子的截留率为99.92％，分离因子为1212.22，膜通量为7.46kg/(m²·h)。ZSM‑35自支撑分子筛膜能有效截留重金属离子，且在系统低负压的条件下表现出高的膜通量。

技术领域

本发明属于重金属离子脱除领域，涉及分子筛膜脱除重金属离子技术，具体涉及ZSM-35自支撑分子筛膜渗透分离重金属离子的应用。

背景技术

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞等)废水对环境造成严重污染，对人类的健康造成严重危害的工业废水之一。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在的方式，或转变其存在的形态。重金属进入水体后，在食物链具有放大作用，可在人体的某些器官积蓄造成累积性中毒，危害人体健康。水体重金属污染已经成为我国和世界上最严重的环境问题之一，对重金属废水的治理受到国内外科研工作者的高度重视^[1-2]。

目前，处理重金属废水的方法主要有化学沉淀法、还原法、吸附法、膜分离法等^[1,3-5]，其中沉淀法和还原法一般作为预处理步骤，对废水中多量的重金属离子进行去除，但是此过程脱除重金属离子并不彻底，处理完成后废水中一般还含有微量的重金属离子，还不能达到排放标准。吸附法通常采用活性炭、沸石分子筛等作为吸附剂，研究表明，沸石分子筛具有多孔及比表面积大的特点，能有效脱除废水中微量的重金属离子，但粉末状的沸石分子筛吸附重金属离子后容易失活，后处理步骤复杂，而膜材料能够克服这一缺陷^[6-7]。Ge^[8]等以偏高岭土为原料合成地质聚合物膜材料用于废水中Ni²⁺的脱除，结果表明，通过优化地质聚合物膜材料合成过程的H₂O/Na₂O比，在H₂O/Na₂O＝19时，在30℃条件下，地质聚合物膜能有效截留Ni²⁺离子，渗透水中Ni²⁺离子含量能达到国标排放标准(GB18918-2002)，由于地质聚合物是介孔和大孔材料，所以Ni²⁺离子最终以离子交换或吸附的形式存在于地质聚合物膜片中。

通过系统地查阅了大量的国内外专利及文献，没有发现ZSM-35自支撑分子筛膜应用于重金属离子分离的相关报道。

以下是发明人给出的相关参考文献：

[1]门彬，王东升，重金属废水处理方法综述，中国建设信息(水工业市场)，2011,(8):65-68。

[2]Abdi G.，Alizadeh A.，Zinadini S.，Golshan M.，Removal of dye andheavy metal ion using a novel synthetic polyethersulfone nanofiltrationmembrane modified by magnetic graphene oxide/metformin hybrid[J].Journal ofMembrane Science，2018，522:326-335。

[3]张月圆，沉淀法对重金属离子溶液的处理，轻工科技，2010(7):77-79。

[4]熊星滢，蒲生彦，马慧，杨金艳，朱榕鑫，水凝胶吸附法去除水中重金属离子研究综述，工业水处理，2016，36(5):1-4。

[5]刘俊生，膜分离技术脱除废水中重金属离子的研究进展，矿物学报，2010(s1):165-166。