从废膜中提取PVDF制作新膜

  我的家乡在无锡,几年前,太湖爆发蓝藻危机,震惊了很多人。那次危机产生的主要原因是水污染引起的湖水富营养化。

  如何治理太湖水呢?带着这个问题,我自学了污水治理的相关知识,并在老师的指导下进行了相关探究。

  太湖水的污染源很多,既有生活垃圾,如餐厨垃圾的污染,也有工厂排放的工业废水。以前治理污水主要靠化学方法,但用化学方法治污会带来新的污染。也有科学家研究用生物方法治理,利用微生物的代谢作用分解水中污染物,其中生物膜法是应用比较广的一种方法。

  PVDF滤膜是膜的一种,主要用于类似治理重污染废水,如垃圾渗滤液、医疗废水、重工业(如钢铁)废水、制药废水等。PVDF平板膜的一面是PVDF,另一面是无纺布,起支撑作用。虽然使用一段时间后的PVDF膜会失去治污的作用,但并非变成无用的废品,将其提取出来仍可用于制作新膜。

  得知这方面的知识后,我对从废膜中提取PVDF产生了浓厚兴趣。在老师的指导下,我设计了从废膜中提取PVDF的实验,并进行探究,最后从废膜中成功地提取了PVDF,并将其制成了起验证作用的新膜。

  下面是实验探究的过程。

  1.烘干

  将废膜放入烘箱烘干。需要注意的是,烘箱的温度不能超过60℃。刚开始做时,我想提高烘干速度,于是将烘箱的温度设到100℃,结果PVDF膜片上出现了黑色的小斑点。指导老师说是变性了,不能再用。

  2.清洗有机物

  将烘干后的废膜剪成4cm×4cm的小方块,然后放入250ml的烧杯中,再倒入0.1%的次氯酸钠(NaClO)溶液,没过废膜即可。为缩短实验时间,可将烧杯放到磁力搅拌机上搅拌清洗1小时。

  次氯酸钠呈弱碱性和强氧化性,可除去部分油脂,清洗膜片上的有机污染物,使膜表面只剩下金属离子。

  3.清洗金属离子

  用去离子水把烧杯中清洗过的膜片漂洗干净,再用3%的柠檬酸溶液去掉膜片上的金属离子,最后用磁力搅拌机搅拌1小时。

  4.提取PVDF

  称取20mlDMF(化学名称为N,N-二甲基甲酰胺)溶液,倒入锥形瓶,然后把所要提取的膜片放入锥形瓶中,使溶剂能完全没过膜片。然后放入摇床,在室温条件下振荡1小时后,PVDF的提取就完成了。

  5.验证

  工厂生产PVDF膜时,会将提取出来的PVDF刮到无纺布上。实验时为了更清楚地显示PVDF膜并验证提取过程的正确性,我将锥形瓶中的提取物倒在一块玻璃板上,再将其刮到另一块玻璃板上并浸入去离子水,进行“凝固浴”,不一会儿就能清晰地看到白色的PVDF膜了。

  通过此次试验,我不仅清楚地了解了废膜制新膜的全过程,还懂得了就连治污材料都可以变废为宝、回收再利用,那么生活中我们还有什么理由再浪费呢!

  文南京外国语学校高二(3)班 许若璋

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