[发明专利]用于去除水中重金属铜离子的纤维膜及应用

说明书

一种用于去除水中重金属铜离子的纤维膜及应用，属于环保技术领域。本发明的目的是以聚丙烯腈为载体，承载硫代乙酰胺去除废水中铜离子的用于去除水中重金属铜离子的纤维膜及应用。本发明将聚丙烯腈粉末缓慢加入盛有N,N‑二甲基甲酰胺的烧杯中，在50℃下搅拌，直到形成均匀混合溶液；然后缓慢加入硫代乙酰胺，在相同条件下继续搅拌直到得到均匀纺丝溶液，即得去除水中重金属铜离子的纤维膜。本发明提供了一种采用静电纺丝膜给硫代乙酰胺提供一个支撑层，能高效去除铜离子的同时产生的沉淀物比较容易去除。本发明改性材料的制备过程简单，吸附量高，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于环保技术领域。

背景技术

铜离子是人体一种所需元素，但含量过多时会引起血红蛋白变性，导致肝脏损伤，甚至引起脑组织病变和肺癌，其主要来源于化工、染料、金属表面处理、电镀等的生产过程中，因此需要对其进行处理才可排放。静电纺纳米纤维膜是一种比表面积大、孔隙率高、孔径连通性好、吸附过滤性强的材料，被广泛应用于医药材料、吸附材料及过滤材料等。

现有在处理废水的过程中生成的沉淀粒度小，难以分离去除；为了尽量多的去除铜离子，所以硫化物投加量要远高于理论需求量。

发明内容

本发明的目的是以聚丙烯腈为载体，承载硫代乙酰胺去除废水中铜离子的用于去除水中重金属铜离子的纤维膜及应用。

本发明将聚丙烯腈粉末缓慢加入盛有N,N-二甲基甲酰胺的烧杯中，在50℃下搅拌，直到形成均匀混合溶液；然后缓慢加入硫代乙酰胺，在相同条件下继续搅拌直到得到均匀纺丝溶液，即得去除水中重金属铜离子的纤维膜；其中聚丙烯腈∶N,N-二甲基甲酰胺：硫代乙酰胺=1∶9.5∶1；N,N-二甲基甲酰胺浓度为0.95 g/ml。

本发明去除废水中重金属铜离子的方法：采用吸附过滤的方式，将含有铜离子的废水通过去除水中重金属铜离子的纤维膜，即可以进行过滤；

根据以下方程计算吸附容量：

式中，q_e为改性纤维膜吸附容量；C₀为溶液中铜离子初始浓度；C_e为吸附平衡时的铜离子浓度；V为溶液的体积；W为吸附剂的质量。

本发明用于去除水中重金属铜离子的纤维膜在废水中去除铜离子的用途。

本发明提供了一种采用静电纺丝膜给硫代乙酰胺提供一个支撑层，能高效去除铜离子的同时产生的沉淀物比较容易去除，不会存在流道堵塞、脱水困难的问题。静电纺丝改性纳米纤维材料的制备方法有：采用混合搅拌获得均匀纺丝溶液，然后利用静电纺丝技术纺得纳米纤维膜材料，通过过滤装置后其表现为对铜离子吸附截留率高。本发明改性材料的制备过程简单，吸附量高，应用前景广阔。

附图说明

图1是动态吸附装置示意图，图中膜组件是由本发明的去除水中重金属铜离子的纤维膜剪切成圆形然后组装在一个圆柱形腔内，将圆柱形腔内部分为两部分；

图2是材料的SEM表征图；

图3是材料的EDS表征图；

图4是材料的FT-IR表征图；

图5是材料的XRD表征图；

图6是铜离子初始浓度对吸附效果影响曲线图；

图7是pH值对吸附铜离子效果影响曲线图；

图8是温度对吸附铜离子效果影响曲线图；

图9是时间对吸附铜离子效果影响曲线图。

具体实施方式