CN111574735B - 一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用 - Google Patents

一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111574735B
CN111574735B CN202010547095.4A CN202010547095A CN111574735B CN 111574735 B CN111574735 B CN 111574735B CN 202010547095 A CN202010547095 A CN 202010547095A CN 111574735 B CN111574735 B CN 111574735B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ethylenedioxythiophene
polystyrene sulfonate
polyvinylidene fluoride
poly
composite film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010547095.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111574735A (zh
Inventor
石慧
庄旭
罗旭彪
习羽
姚金金
邵鹏辉
喻恺
杨利明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang Hangkong University
Original Assignee
Nanchang Hangkong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang Hangkong University filed Critical Nanchang Hangkong University
Priority to CN202010547095.4A priority Critical patent/CN111574735B/zh
Publication of CN111574735A publication Critical patent/CN111574735A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111574735B publication Critical patent/CN111574735B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2425/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2425/18—Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2465/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers

Abstract

本发明提供了一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用，属于废水处理技术领域。本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜中，聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸盐中含有的噻吩硫基团能够在复合膜表面还原重金属离子为金属单质，实现重金属离子的去除，在废水处理领域中具有广泛的应用前景。

Description

一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸 盐复合薄膜及其制备和应用
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用。
背景技术
现存的含重金属的废水处理方法主要有：化学法、物理处理法和生物处理法。其中，化学法主要包括化学沉淀法和电解法，主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理；化学沉淀法是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，这种方法的缺点是处理工艺较复杂，容易产生二次污染；电解法是利用金属的电化学性质，金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来，然后加以利用；电解法主要用于电镀废水的处理，这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以，电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。
物理处理法主要包含溶剂萃取法、离子交换法、膜分离技术及吸附法；溶剂萃取法需要选择有较高选择性的萃取剂，废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在，该方法存在局限性，不能广泛推广；离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换，达到去除废水中重金属离子的方法，该方法中的离子交换基易氧化失效，再生频繁，操作费用高；膜分离技术是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，在不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法，这种方法的缺点是电极极化、膜易结垢和腐蚀等；吸附法主要利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子，吸附法的关键技术是吸附剂的选择，传统吸附剂是活性炭，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。
生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法；生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法，该方法的不足是吸附容量易受环境因素的影响，重金属废水含有的多种有害重金属影响微生物的作用，限制应用等；生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法，缺点是微生物的特性易受环境影响；植物修复法指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量，植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法，该方法的不足是工程量较大，经济效益较低。
因此，开发能够处理金属离子浓度较低的污水且工程量较低的新型重金属废水处理的材料具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用，所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜具有较好的重金属离子选择性，能够达到选择性分离并去除重金属离子的目的。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。
本发明提供了上述技术方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液涂覆于聚偏氟乙烯基膜表面，干燥后，得到基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜。
优选的，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液由聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液混合而得，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液与聚偏氟乙烯基膜的用量比为(16～28)mL:0.396g。
优选的，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液的质量浓度为1g/mL，所述乙醇溶液的质量浓度为95％；所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液的体积比为1:(5～8)。
优选的，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为600～700rpm，所述搅拌的时间≥0.5h。
优选的，所述涂覆的方式为采用移液枪进行涂覆。
优选的，所述干燥的方式为真空干燥，所述干燥的温度为70～100℃，时间为8～12h。
本发明提供了上述技术方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜或上述技术方案所述制备方法制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜在处理含重金属废水中的应用。
优选的，所述应用的方法包括以下步骤：
将所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜置于渗透装置，在所述渗透装置的两侧分别倒入水和重金属离子溶液，进行重金属离子去除。
本发明提供了一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐中含有的噻吩硫基团能够实现在复合膜表面还原重金属离子为金属单质，从而实现重金属离子的去除，在废水处理领域中具有广泛的应用前景。
本发明提供了所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜的制备方法，本发明采用涂覆的制膜方式，简化了制膜工艺。
本发明提供了上述技术方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜在处理含重金属废水中的应用。本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜在重金属废水中进行金属离子时，去除反应速率快，去除率高；同时本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜对不同重金属离子的截留效果不同，因而具有较好的重金属离子选择性，易于从废水中分离出特定的重金属离子，达到选择性分离重金属离子的目的。
附图说明
图1为应用例1中重金属离子的去除效果示意图；
图2为应用例2中重金属离子的去除效果示意图；
图3为应用例3中重金属离子的去除效果示意图；
图4为应用例4中重金属离子的去除效果示意图；
图5为应用例5中重金属离子的去除效果示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。
在本发明中，若无特殊说明，所需原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜包括聚偏氟乙烯(PVDF)。在本发明中，所述聚偏氟乙烯优选为市售聚偏氟乙烯膜。本发明对所述聚偏氟乙烯膜的规格没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品即可。本发明利用聚偏氟乙烯作为复合薄膜的基膜。
本发明提供的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜包括覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)-聚苯乙烯磺酸盐(PSS)。本发明将聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐覆载于所述聚偏氟乙烯基膜上，利用所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐中含有的噻吩硫基团，能够实现在复合膜表面还原重金属离子为金属单质，从而实现重金属离子的去除。
在本发明中，所述所述聚偏氟乙烯与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1，优选为(9.8～10.6):1，更优选为(10.2～10.4):1。
本发明提供了上述技术方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液涂覆于聚偏氟乙烯基膜表面，干燥后，得到基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜。
在本发明中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液优选由聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液混合而得。在本发明中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液(PEDOT:PSS)的质量浓度优选为1g/mL，本发明对所述PEDOT:PSS的来源没有特殊的限定，本领域熟知的市售商品即可。在本发明中，所述乙醇溶液的质量浓度优选为95％(市售商品)。在本发明中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液的体积比优选为1:(5～8)。本发明利用乙醇溶液溶解所述PEDOT:PSS。
在本发明中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液的混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为600～700rpm，更优选为650rpm，所述搅拌的时间优选≥0.5h，更优选为1～2h。本发明控制搅拌条件在上述范围内，使得PEDOT:PSS在乙醇溶液中充分稀释，提高其分散的均匀度，易于后续覆膜。
完成所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液的混合后，本发明优选将所得物料依次进行除杂，得到聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液。本发明优选采用抽滤的方法进行除杂；本发明对所述抽滤的过程没有特殊的限定，选用本领域熟知的抽滤装置进行抽滤即可。本发明通过抽滤滤除所得混合液中未能溶解的PEDOT:PSS片状胶体，排除了PEDOT:PSS片状胶体对重金属去除反应的影响。
在本发明中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液与聚偏氟乙烯基膜的用量比优选为(16～28)mL:0.396g，更优选为(18～25)mL:0.396g，经换算后，所述聚偏氟乙烯基膜与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液的质量比优选为1:(7～8)，更优选为1:(7.2～7.6)。
得到聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液后，本发明将所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液涂覆于聚偏氟乙烯基膜。在本发明中，所述聚偏氟乙烯基膜优选事先平铺于过滤装置的滤芯表面；本发明对所述过滤装置没有特殊的限定，本领域熟知的过滤装置即可；本发明对所述平铺的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述涂覆的方式优选为采用移液枪进行涂覆，直至所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液由聚偏氟乙烯基膜的上表面完全渗透至下表面。在所述涂覆的过程中，本发明优选同时进行抽滤，移液枪移取溶液至聚偏氟乙烯基膜的上表面，同时通过抽滤使溶液快速通过聚偏氟乙烯基膜，进入膜内部及下表面。在本发明中，所述完全渗透的依据为所述聚偏氟乙烯基膜的下表面无气泡产生。本发明对所述抽滤的过程没有特殊的限定，选用本领域熟知的抽滤装置进行抽滤即可。本发明采用抽滤方式在PVDF基膜表面涂覆PEDOT:PSS，制膜工艺简化，有效提高了经济效益。
完成所述涂覆后，本发明将所得膜干燥后，得到基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜。在本发明中，所述干燥的方式优选为真空干燥，所述干燥的温度优选为70℃，时间优选为8～12h，更优选为9～10h；所述干燥优选在真空干燥箱中进行。
本发明以聚偏氟乙烯为基膜，以聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐为涂覆剂，制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜中，聚偏氟乙烯为基底，聚3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐作为活性组分，其含有的噻吩硫基团能够实现在复合膜表面还原重金属离子为金属单质，从而实现重金属离子的去除。
本发明提供了上述技术方案所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜或上述技术方案所述制备方法制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜在处理含重金属废水中的应用。
在本发明中，所述应用的方法优选包括以下步骤：
将所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜置于渗透装置，在所述渗透装置的两侧分别倒入水和重金属离子溶液，进行重金属离子去除。
本发明对所述渗透装置没有特殊的限定，本领域熟知的渗透装置即可。在本发明中，所述水和重金属离子溶液的体积优选相同；所述渗透装置的两端优选均放置于恒温搅拌器上，所述恒温搅拌器的转速优选为100rpm，温度优选为室温。本发明通过将渗透装置放置于恒温搅拌器，能够促进重金属离子去除反应高效运行，提高离子去除效果，从而达到增加去除率的目的。
本发明对所述重金属离子溶液没有特殊的限定，本领域熟知来源的重金属离子废水即可；在本发明的实施例中，具体采用重金属离子混合液作为模拟溶液进行实验，所述重金属离子混合液中Ag+、Cd2+和Cu2+的浓度均为5mg/L；本发明对所述重金属离子混合液的制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程制备即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
向烧杯中加入浓度为1g/mL的PEDOT:PSS水溶液3mL、质量浓度为95％的乙醇溶液15mL，将所得混合溶液置于磁力搅拌器进行搅拌混匀，转速调至600rpm，搅拌0.5h，将所得物料体系采用抽滤装置进行过滤，得到PEDOT:PSS溶液；
将PVDF膜(0.396g)平铺于过滤装置的滤芯表面，采用移液枪移取3mL所述PEDOT:PSS溶液，涂覆于所述PVDF膜表面，直至溶液完全由PVDF膜的上表面渗透至下表面，将所得薄膜放入真空干燥箱中，在70℃干燥12h，得到基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜(PVDF与PEDOT:PSS的质量比为10.1:1)。
对比例1
向烧杯中加入浓度为1g/mL的PEDOT:PSS水溶液2mL、质量浓度为95％的乙醇溶液10mL，将所得混合溶液置于磁力搅拌器进行搅拌混匀，转速调至600rpm，搅拌0.5h，将所得物料体系采用抽滤装置进行过滤，得到PEDOT:PSS溶液；
将PVDF膜(0.396g)平铺于过滤装置的滤芯表面，采用移液枪移取3mL所述PEDOT:PSS溶液，涂覆于所述PVDF膜表面，直至溶液完全由PVDF膜的上表面渗透至下表面，将所得薄膜放入真空干燥箱中，在70℃干燥12h，得到基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜(PVDF与PEDOT:PSS的质量比为5:1)。
对比例2
本对比例与对比例1的区别仅在于：PEDOT:PSS水溶液4mL、乙醇溶20mL，其它同对比例1；制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜(PVDF与PEDOT:PSS的质量比为10:1)。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于：省略对实施例1中的采用抽滤装置对所得混合液进行过滤的步骤，其它同实施例1；制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜(PVDF与PEDOT:PSS的质量比为10.1:1)。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于：转速调至300rpm，其它同实施例1；制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜(PVDF与PEDOT:PSS的质量比为10.1:1)。
应用例1～5
配制1L浓度为5mg/L的Ag+、Cd2+和Cu2+的重金属离子混合液，超声混匀后备用；
将实施例1和对比例1～4制备的基于PVDF的PEDOT:PSS复合薄膜置于渗透装置中，在渗透装置的两侧分别倒入350mL去离子水和所述重金属离子混合液，进行重金属离子去除，通过原子吸收仪器分析其重金属离子去除率，实施例1和对比例1～4分别依次记为应用例1、应用例2、应用例3、应用例4和应用例5，所得测试结果分别见图1～5。
图1为应用例1中重金属离子的去除效果示意图，由图1可知，实施例1制备的基于PVDF的PEDOT:PSS复合薄膜对金属离子Ag+的去除率为35％，Cd2+的去除率为17％，Cu2+的去除率为10％。
图2为应用例2中重金属离子的去除效果示意图，由图2可知，对比例1制备的基于PVDF的PEDOT:PSS复合薄膜对金属离子Ag+的去除率为20％，对金属离子Cu2+的去除率为0，其对金属离子Cu2+和Ag+的去除率要差于实施例1；由此可见，减少PEDOT:PSS的加入量会影响金属离子Ag+的去除率。
图3为应用例3中重金属离子的去除效果示意图，由图3可知，对比例2制备的基于PVDF的PEDOT:PSS复合薄膜对金属离子Ag+的去除率为25％，对Cu2+的去除率为5％，对Cd2+的去除率为8％，其对金属离子Ag+、Cd2+和Cu2+的去除率均差于实施例1；由此可见，增加PEDOT:PSS的加入量，会影响金属离子的去除率。
图4为应用例4中重金属离子的去除效果示意图，由图4可知，对比例3直接略去除杂处理步骤，制备的基于PVDF的PEDOT:PSS复合薄膜对金属离子Ag+的去除率为20％，对Cu2+的去除率为5％，对Cd2+的去除率为17％，降低了对金属Ag+和Cu2+的去除率。
图5为应用例5中重金属离子的去除效果示意图，由图5可知，对比例4制备的基于PVDF的PEDOT:PSS复合薄膜对金属离子Ag+的去除率为18％，对Cu2+的去除率为5％，与实施例1相差较大，因此搅拌转速对去除效果的影响较大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜，包括聚偏氟乙烯和覆载于所述聚偏氟乙烯表面的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐；所述聚偏氟乙烯与聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐的质量比为(9.5～10.8):1。
2.权利要求1所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液涂覆于聚偏氟乙烯基膜表面，干燥后，得到基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液由聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液混合而得，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐溶液与聚偏氟乙烯基膜的用量比为(16～28)mL:0.396g。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液的质量浓度为1g/mL，所述乙醇溶液的质量浓度为95％；所述聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐水溶液和乙醇溶液的体积比为1:(5～8)。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为600～700rpm，所述搅拌的时间≥0.5h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方式为采用移液枪进行涂覆。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方式为真空干燥，所述干燥的温度为70℃～100℃，时间为8～12h。
8.权利要求1所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜或权利要求2～7任一项所述制备方法制备得到的基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜在处理含重金属废水中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括以下步骤：
将所述基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜置于渗透装置，在所述渗透装置的两侧分别倒入水和重金属离子溶液，进行重金属离子去除。
CN202010547095.4A 2020-06-16 2020-06-16 一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用 Active CN111574735B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010547095.4A CN111574735B (zh) 2020-06-16 2020-06-16 一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010547095.4A CN111574735B (zh) 2020-06-16 2020-06-16 一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111574735A CN111574735A (zh) 2020-08-25
CN111574735B true CN111574735B (zh) 2022-04-19

Family

ID=72122345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010547095.4A Active CN111574735B (zh) 2020-06-16 2020-06-16 一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111574735B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114618327B (zh) * 2022-03-21 2023-11-24 南昌航空大学 一种掺杂羧基化多壁碳纳米管的吸附性超滤复合膜的制备方法及其应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009129552A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Konica Minolta Holdings Inc 色素増感型太陽電池
US8921473B1 (en) * 2004-04-30 2014-12-30 Sydney Hyman Image making medium
CN104350631A (zh) * 2012-04-10 2015-02-11 加州理工学院 用于电化学***的新颖分隔物
WO2015163824A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Nanyang Technological University Method for forming a transparent conducting polymeric film and its use as a transparent electrode
KR20160142192A (ko) * 2015-06-02 2016-12-12 서울대학교산학협력단 유기젤 전도제 및 그를 포함하는 전자 장치
CN106972103A (zh) * 2017-04-18 2017-07-21 中国科学院电工研究所 制备PEDOT:PSS/Si异质结太阳电池的方法
CN109880142A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 浙江大学 一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法
CN109887647A (zh) * 2019-04-12 2019-06-14 山东卡本新材料科技有限公司 一种复合柔性透明导电薄膜及其制备方法
CN110628060A (zh) * 2019-09-29 2019-12-31 西安建筑科技大学 一种聚-3,4-乙烯二氧噻吩改性薄膜及其制备方法和应用
KR102100966B1 (ko) * 2019-01-30 2020-04-14 주식회사 에스앤코리아 Pdlc를 사용한 박막 스피커

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8748070B2 (en) * 2011-01-28 2014-06-10 Fuji Xerox Co., Ltd. Thiol group-containing charge transporting material, thiol group-containing charge transporting material-dissolving solution, photoelectric conversion device, electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus, and process cartridge

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8921473B1 (en) * 2004-04-30 2014-12-30 Sydney Hyman Image making medium
JP2009129552A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Konica Minolta Holdings Inc 色素増感型太陽電池
CN104350631A (zh) * 2012-04-10 2015-02-11 加州理工学院 用于电化学***的新颖分隔物
WO2015163824A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Nanyang Technological University Method for forming a transparent conducting polymeric film and its use as a transparent electrode
KR20160142192A (ko) * 2015-06-02 2016-12-12 서울대학교산학협력단 유기젤 전도제 및 그를 포함하는 전자 장치
CN106972103A (zh) * 2017-04-18 2017-07-21 中国科学院电工研究所 制备PEDOT:PSS/Si异质结太阳电池的方法
KR102100966B1 (ko) * 2019-01-30 2020-04-14 주식회사 에스앤코리아 Pdlc를 사용한 박막 스피커
CN109880142A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 浙江大学 一种透明导电金属有机框架物薄膜的制备方法
CN109887647A (zh) * 2019-04-12 2019-06-14 山东卡本新材料科技有限公司 一种复合柔性透明导电薄膜及其制备方法
CN110628060A (zh) * 2019-09-29 2019-12-31 西安建筑科技大学 一种聚-3,4-乙烯二氧噻吩改性薄膜及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
An approach to durable poly(vinylidene fluoride) thin film loudspeaker;Lee, CS;《JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH》;20031201;第18卷(第12期);第373-381页 *
Highly Stable and Efficient Lignin-PEDOT/PSS Composites for Removal of Toxic Metals;Checkol, F;《ADVANCED SUSTAINABLE SYSTEMS》;20180328;第2卷(第1期);第1-7页 *
纺织基柔性力学传感器研究进展;田明伟等;《纺织学报》;20180515(第05期);第170-176页 *
锂离子电池硅基负极及其相关材料;赵云等;《化学进展》;20190424(第04期);第1-8页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111574735A (zh) 2020-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101530748B (zh) 界面聚合反应制备复合荷电镶嵌膜的方法
CN112473372B (zh) 一种导电正渗透膜及其制备方法
CN110292912B (zh) 一种mof衍生的簇状铈基除磷吸附剂及其制备方法
CN102941026A (zh) 一种对单一阳离子具有选择性的离子交换复合膜
CN107262073A (zh) 一种镉离子吸附剂及其制备方法和应用
CN104841287B (zh) 一种多功能分等级油水分离复合膜材料的制备方法
CN113262648B (zh) 一种锂离子选择性透过膜及其应用
CN113908815B (zh) 一种高分子改性吸附剂及其制备方法和其应用
CN111875006B (zh) 生物质源n、p共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法
CN108295812B (zh) 一种用于选择性去除水中金属离子的氧化石墨烯复合膜及其制备方法、应用
CN109092083A (zh) 一种四氧化三铁/再生纤维素磁性正渗透膜的制备和应用
CN111574735B (zh) 一种基于聚偏氟乙烯的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐复合薄膜及其制备和应用
CN109304105B (zh) 高效吸附去除重金属离子的正渗透膜及其制备方法与应用
CN110038536B (zh) 化学接枝改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法
Wang et al. Ionic liquid-based pore-filling anion-exchange membranes enable fast large-sized metallic anion migration in electrodialysis
CN111018037A (zh) 一种基于聚丙烯腈纳米薄膜复合物的去除水中重金属汞离子的方法
CN108211825B (zh) 一种金属有机骨架复合膜材料及其制备和应用
CN110038535B (zh) 用于吸附银离子的载带硫脲基团的聚偏氟乙烯分离膜的再生方法
CN113000034B (zh) 基于天然植物多酚复合涂层的铀离子亲和膜的制备方法
CN104801209A (zh) 一种咪唑磺酸盐接枝型聚醚砜超低压纳滤膜
CN113559829A (zh) 一种铀/锂同步吸附材料的制备方法及应用
CN111634985A (zh) 基于UiO-66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法
CN105565544A (zh) 一种镍的回收方法
CN111762853B (zh) 一种液态阳极及其富集分离水体中阴离子的方法
CN116143227B (zh) 一种吸附-超滤联用处理低浓度重金属污染废水的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant