PAN基螯合膜的制备及其对Cu 2+ 的吸附
发布时间：2021-10-06 22:31
通过偕胺肟化和水解两步改性反应,将偕胺肟基和羧酸基引到聚丙烯腈/聚偏氟乙烯（PAN/PVDF）共混膜上,制备了具有双离子吸附官能团的螯合膜。采用傅里叶变换红外光谱仪、能量色散谱仪和扫描电子显微镜对螯合膜的形貌与结构进行表征,并考察了螯合膜对Cu2+的吸附性能。结果表明,螯合膜具有超强的离子吸附性能和快速的离子吸附速率,60 min即可达到吸附平衡,且离子去除速率高达95%。溶液的pH对螯合膜的离子吸附能力有显著的影响。螯合膜对Cu2+的吸附遵循Lagergren伪二阶动力学模型。
【文章来源】：大连工业大学学报. 2020,39(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同膜的红外光谱
采用电子单纱强力测试仪对不同膜样条进行机械性能测试,结果如表2所示。当PAN/PVDF共混膜经过偕胺肟化改性后,断裂应力由1.40 MPa降至1.23 MPa,说明偕胺肟化改性会使膜的机械性能降低将偕胺肟膜进行水解处理,其断裂应力降至0.50 MPa,水解反应使膜表面结构发生改变,导致其机械性能下降。本研究主要采用静态吸附的方式去除水中的金属离子,对于膜强度的要求不是很高。表2 不同膜的机械性能Tab.2 Mechanical properties of different membranes PAN/PVDF共混超滤膜 断裂应变/% 断裂应力/MPa 原膜 13.90±3.51 1.40±0.17 偕胺肟膜 20.90±3.12 1.23±0.09 螯合膜 45.50±5.74 0.50±0.04
在相同的条件下(离子质量浓度10 mg/L,溶液体积200 mL,螯合膜质量200 mg),分别考察偕胺肟膜和螯合膜对Cu2+的去除率随吸附时间的变化,结果见图3。偕胺肟膜具有一定的离子吸附能力[8],但离子去除率不是很高,仅为20%左右,并且偕胺肟膜对Cu2+的吸附速率较慢,经过4 h,尚未达到吸附平衡;相比之下,经过偕胺肟化和水解双重改性之后的螯合膜具有超强的离子吸附性能和快速的离子吸附速率,经过1 h左右达到吸附平衡,且离子去除率高达95%。PAN/PVDF膜在经过偕胺肟化和水解反应之后,在膜表面引入具有离子吸附功能的双官能团,即偕胺肟基团和羧酸基,它们均能与Cu2+发生强烈的螯合作用,使螯合膜与Cu2+离子紧密地结合在一起,从而达到优异的离子吸附效果。仅对PAN超滤膜进行了偕胺肟化改性,引入了一种具有离子螯合功能的偕胺肟基团,所以制备的螯合膜对于Cu2+的去除速率慢,大约经过7 h达到吸附平衡,且吸附容量小,其最大吸附量仅为9.60 mg/g。本研究对PAN/PVDF共混超滤膜采用偕胺肟化和水解两步改性,制备了具有双官能团的螯合膜,离子吸附速率更快,并且离子吸附容量更大,仅需1 h即可达到吸附平衡,最大吸附量为36.58 mg/g。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面化学法改性醋酸纤维素微滤膜[J]. 邱建华,张延武,张亚涛,张浩勤,刘金盾. 广西师范大学学报(自然科学版). 2011(02)
[2]膜分离法污水处理技术[J]. 雷晓东,熊蓉春,魏刚. 工业水处理. 2002(02)
硕士论文
[1]谷壳纤维素的改性及其对重金属离子吸附性能的研究[D]. 赵艳娇.湖南师范大学 2016
[2]离子交换去除丙烯酸丁酯废水中多价离子的研究[D]. 徐静.河北工程大学 2012
[3]含铬废水的电化学法处理研究[D]. 潘留明.武汉科技大学 2005
本文编号：3420863
【文章来源】：大连工业大学学报. 2020,39(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同膜的红外光谱
采用电子单纱强力测试仪对不同膜样条进行机械性能测试,结果如表2所示。当PAN/PVDF共混膜经过偕胺肟化改性后,断裂应力由1.40 MPa降至1.23 MPa,说明偕胺肟化改性会使膜的机械性能降低将偕胺肟膜进行水解处理,其断裂应力降至0.50 MPa,水解反应使膜表面结构发生改变,导致其机械性能下降。本研究主要采用静态吸附的方式去除水中的金属离子,对于膜强度的要求不是很高。表2 不同膜的机械性能Tab.2 Mechanical properties of different membranes PAN/PVDF共混超滤膜 断裂应变/% 断裂应力/MPa 原膜 13.90±3.51 1.40±0.17 偕胺肟膜 20.90±3.12 1.23±0.09 螯合膜 45.50±5.74 0.50±0.04
在相同的条件下(离子质量浓度10 mg/L,溶液体积200 mL,螯合膜质量200 mg),分别考察偕胺肟膜和螯合膜对Cu2+的去除率随吸附时间的变化,结果见图3。偕胺肟膜具有一定的离子吸附能力[8],但离子去除率不是很高,仅为20%左右,并且偕胺肟膜对Cu2+的吸附速率较慢,经过4 h,尚未达到吸附平衡;相比之下,经过偕胺肟化和水解双重改性之后的螯合膜具有超强的离子吸附性能和快速的离子吸附速率,经过1 h左右达到吸附平衡,且离子去除率高达95%。PAN/PVDF膜在经过偕胺肟化和水解反应之后,在膜表面引入具有离子吸附功能的双官能团,即偕胺肟基团和羧酸基,它们均能与Cu2+发生强烈的螯合作用,使螯合膜与Cu2+离子紧密地结合在一起,从而达到优异的离子吸附效果。仅对PAN超滤膜进行了偕胺肟化改性,引入了一种具有离子螯合功能的偕胺肟基团,所以制备的螯合膜对于Cu2+的去除速率慢,大约经过7 h达到吸附平衡,且吸附容量小,其最大吸附量仅为9.60 mg/g。本研究对PAN/PVDF共混超滤膜采用偕胺肟化和水解两步改性,制备了具有双官能团的螯合膜,离子吸附速率更快,并且离子吸附容量更大,仅需1 h即可达到吸附平衡,最大吸附量为36.58 mg/g。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面化学法改性醋酸纤维素微滤膜[J]. 邱建华,张延武,张亚涛,张浩勤,刘金盾. 广西师范大学学报(自然科学版). 2011(02)
[2]膜分离法污水处理技术[J]. 雷晓东,熊蓉春,魏刚. 工业水处理. 2002(02)
硕士论文
[1]谷壳纤维素的改性及其对重金属离子吸附性能的研究[D]. 赵艳娇.湖南师范大学 2016
[2]离子交换去除丙烯酸丁酯废水中多价离子的研究[D]. 徐静.河北工程大学 2012
[3]含铬废水的电化学法处理研究[D]. 潘留明.武汉科技大学 2005
本文编号：3420863
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