[发明专利]一种用于吸附去除水中有机染料的复合膜制备方法

说明书

本发明公开一种用于吸附去除水中有机染料的复合膜制备方法，属于功能膜材料技术领域，通过制备铸膜液；将铸膜液刮涂在多孔膜表面；采用浸没沉淀法，制备具有非对称孔的高分子超滤膜；浸没在多巴胺溶液中，在其表面原位聚合制备含邻苯二酚结构的多巴胺聚合物层；一定时间后，加入GO溶液混合，利用多巴胺的自聚合作用将GO片固定在多孔膜基质材料上；室温下，干燥固化，是使聚合物层充分聚合，制成稳定的吸附去除水中有机染料的复合膜。该方法操作简单，只需经过交联剂浸泡‑混入吸附剂浸泡‑室温固化三个步骤，制备过程可连续性强，不需要复杂的仪器设备即可完成。

本发明属于功能膜材料技术领域，具体涉及一种用于吸附去除水中有机染料的复合膜制备方法。

背景技术

染料废水的特点有水量大、有机污染物含量极高、颜色深、碱性大、水质变化大等，属于不易处理的工业废水，其成分包含各种纤维材料、染料、浆料、表面活性剂、化学助剂和各种整理剂等。染料废水具有以下几种特点：第一，因为染料废水的原料中含有芳香族、蒽醌系、酚类、苯胺等，使其具有较高的化学需氧量，有机物含量较高，可生化性较弱。第二，染料废水中含有大量染料，增大了废水染料的色度。第三，大量的酸或碱会在染料的生产及使用过程中发挥作用，会改变废水的酸碱度。第四，由于工业等排除的染料废水具有极高的生物毒性，会严重污染环境，是需处理好染料废水的原因之一。

处理染料废水的主要方法有氧化法、生物法和吸附法等，具有成本较高、去除率效率低、易二次污染等缺点。膜吸附是近年来出现的一种极具竞争力的新型吸附技术，通过将具有吸附作用的特定功能基团或吸附剂固定或负载在多孔膜中，制得吸附功能膜，兼具有特异选择性及膜技术易于规模化等优势，具有吸附效果较好，可以重复使用的特点。

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）、表面易于进行功能化等优点。通过GO的功能化改性，可以制备具有较高吸附容量与可分离性能的吸附剂材料。南京工业大学金万勤课题组（Huang K, Liu GP, et al. Angew.Chem. Int. Ed. 2014, 53: 6929-6932.）通过在无机陶瓷膜表面滤过GO的方法，交联制得具有去除水有机中污染的复合膜。申请号为201610928925.1的专利公开了一种GO/分子筛符合吸附剂材料的制备方法，通过GO溶液与分子筛在水热条件下的化学作用，制备具有较高吸附能力的复合材料。申请号为201711000724.6、201710264123.9和201710230414.7的专利公开了一种GO膜的制备方法并进行了应用。以上表明，氧化石墨烯可以作为很好的吸附材料。然而，GO层在复合材料表面附着不稳定，容易脱落。同时，在GO聚合成膜的过程中，GO片中的官能团（如羧基、羟基、环氧基等）急剧减少，进而降低了材料的化学吸附活性。

申请号为201610170277.8的专利公开了一种基于聚多巴胺功能化GO复合膜的制备方法，首先将GO溶液与多巴胺溶液混合后，在55~75 ^OC加热聚合，离心分离，干燥后，得到聚多巴胺功能化的GO纳米片，然后，通过与高分子混合制备混合基质复合膜材料。该方法的优点在于选择多巴胺作为功能化试剂，可以增加GO纳米片中的吸附活性基团，但是经过干燥后的聚多巴胺在膜基质中为物理混合过程，如同其他文献报道得混合基质膜一样（Daraei P, Madaeni SS, Ghaemi N, et al. J. Membr. Sci. 2012, 415-416, 250-259.），其附着能力大为降低，易于脱落，且该操作过程过于繁杂。

申请号为201710884212.4的专利公开了一种层层自组装多巴胺两性复合纳滤膜的制备方法，则通过将基膜交替浸泡在以壳聚糖衍生物为阳离子，以多巴胺为阴离子的溶液中，多次反复浸泡聚合后，制得含有两性离子的纳滤膜材料，用于金属盐溶液的脱盐过程，其优点在于充分利用了自聚合作用。然而，该两性复合膜制备过程中，需要以NaCl作为支撑盐，并且需要加入Cu²⁺作为氧化剂，制备过程繁琐。

发明内容