金屬離子的絡合 作用實現(xiàn)的，施加較低負向電壓可增強含氮官能團對重金屬離子的絡合能力；
[0032] 上述步驟2)中，電化學脫附再生是通過正向電壓破壞陰極功能層表面氨基和重 金屬絡合物實現(xiàn)的。隨著電位的升高，氨基-重金屬絡合物會逐步分解，重金屬離子被釋放 入水中成游離態(tài)離子，陰極功能層實現(xiàn)再生。
[0033] 有益效果：
[0034] 本發(fā)明以三聚氰胺和氧化石墨烯為原料，采用水熱法制備改性石墨烯水凝膠，將 其與未改性石墨烯水凝膠和多孔介電薄膜制備成一種對原水適應性強（重金屬離子濃度 50ppb~200ppm)、對重金屬離子選擇性高、吸附率高、可多次再生循環(huán)利用、使用壽命長的 可高效去除水中重金屬離子的電化學選擇性膜，其中陰極功能膜含氮量為5-8%，電化學選 擇性膜對鉛離子的最大吸附量為130_150mg/g ;對汞離子的最大吸附量為300-350mg/g ;對 鎘離子的最大吸附量為200-250mg/g。該膜制備方法和水處理方法簡單，操作方便，對原料 和設備要求低，能耗低（操作電壓〇~I. 2V，電流密度0.1 mA/cm2)、可對多種重金屬（如鉛， 鎘，汞等）污染的水進行處理，效果好，產(chǎn)水率達80%以上，重金屬離子去除率達到92%以 上，經(jīng)過3000次吸附/脫附再生周期后，吸附容量保持在初始容量的95%以上，可實現(xiàn)系統(tǒng) 的長期連續(xù)運行；不會產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境友好，為工業(yè)化和規(guī)模化去除水中重金屬離子 提供了一種新材料、新方法和新應用。
【附圖說明】
[0035] 圖1是電化學選擇性膜的結構示意圖；
[0036] 圖中：1-陰極功能膜2-絕緣膜3-陽極膜
[0037] 圖2是陰極功能膜橫截面電鏡掃描圖片；
[0038] 圖3是陽極膜橫截面電鏡掃描圖片。
【具體實施方式】
[0039] 下面通過具體的實施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術手段 均為本領域技術人員所公知的方法。另外，實施方案應理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的 范圍，本發(fā)明的實質(zhì)和范圍僅由權利要求書所限定。對于本領域技術人員而言，在不背離本 發(fā)明實質(zhì)和范圍的前提下，對這些實施方案中的物料成分和用量進行的各種改變或改動也 屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0040] 實施例1
[0041] 一種去除水中重金屬離子的電化學選擇性膜，由陰極功能膜、陽極膜和絕緣膜壓 制，包括如下步驟：
[0042] 1)陰極功能膜的制備：將一定量的改性石墨烯水凝膠置于模具中，填充均勻，填 充量為50g/m 2,施加壓力0. 05MPa，壓制時間45s即得陰極功能膜；
[0043] 2)陽極膜的制備：以未改性的石墨稀水凝膠為原料，填充量為30g/m2,制備方法同 步驟1)制得陽極模；
[0044] 3)膜的壓制：以多孔介電薄膜作為絕緣膜，置于陰極功能膜和陽極膜之間，施加 壓力0. 05MPa，壓制時間45s，即得具有陰極功能膜/絕緣膜/陽極膜三層結構的電化學選 擇性膜。
[0045] 所述陰極功能膜薄膜比表面積400m2/g，孔隙率95%，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 750 μm，含氮量為5% ;
[0046] 所述陽極膜薄膜比表面積500m2/g，孔隙率90 %，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 700 μ m ；
[0047] 所述絕緣膜孔隙率為80 %，孔徑為0.8~1.2 μ m，厚度為120 μ m，材質(zhì)為醋酸纖 維；
[0048] 所述改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去離子 水配成氧化石墨烯濃度為lmg/mL的水溶液；然后置于水熱釜內(nèi)襯中，每IOOmL水溶液中加 入三聚氰胺50mg ;最后300W超聲混勻45min，于180°C反應16h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室溫 即得改性石墨烯水凝膠；
[0049] 所述未改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去 離子水配成氧化石墨烯濃度為lmg/mL的水溶液；然后置于水熱釜內(nèi)襯中，300W超聲混勻 45min，于180°C反應16h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室溫即得未改性石墨烯水凝膠。
[0050] 實施例2
[0051] 一種去除水中重金屬離子的電化學選擇性膜，由陰極功能膜、陽極膜和絕緣膜壓 制，包括如下步驟：
[0052] 1)陰極功能膜的制備：將一定量的改性石墨烯水凝膠置于模具中，填充均勻，填 充量為80g/m 2,施加壓力0. 08MPa，壓制時間45s即得陰極功能膜；
[0053] 2)陽極膜的制備：以未改性的石墨稀水凝膠為原料，填充量為50g/m2,制備方法同 步驟1)制得陽極模；
[0054] 3)膜的壓制：以多孔介電薄膜作為絕緣膜，置于陰極功能膜和陽極膜之間，施加 壓力0. 08MPa，壓制時間45s，即得具有陰極功能膜/絕緣膜/陽極膜三層結構的電化學選 擇性膜。
[0055] 所述陰極功能膜薄膜比表面積350m2/g，孔隙率92%，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 620 μm，含氣量為6.6% ;
[0056] 所述陽極膜薄膜比表面積450m2/g，孔隙率88 %，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 670 μ m ；
[0057] 所述絕緣膜孔隙率為70 %，孔徑為0· 8~I. 2 μ m，厚度為50 μ m，材質(zhì)為尼龍纖 維；
[0058] 所述改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去離子 水配成氧化石墨烯濃度為I. 5mg/mL的水溶液；然后置于水熱釜內(nèi)襯中，每IOOmL水溶液中 加入三聚氰胺80mg ;最后200W超聲混勻30min，于200°C反應8h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室溫 即得改性石墨烯水凝膠；
[0059] 所述未改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去離 子水配成氧化石墨稀濃度為I. 5mg/mL的水溶液；然后置于水熱爸內(nèi)襯中，200W超聲混勾 30min，于150°C反應20h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室溫即得未改性石墨烯水凝膠。
[0060] 實施例3
[0061] 一種去除水中重金屬離子的電化學選擇性膜，由陰極功能膜、陽極膜和絕緣膜壓 制，包括如下步驟：
[0062] 1)陰極功能膜的制備：將一定量的改性石墨烯水凝膠置于模具中，填充均勻，填 充量為80g/m2,施加壓力0. lOMPa，壓制時間90s即得陰極功能膜；
[0063] 2)陽極膜的制備：以未改性的石墨稀水凝膠為原料，填充量為50g/m2,制備方法同 步驟1)制得陽極模；
[0064] 3)膜的壓制：以多孔介電薄膜作為絕緣膜，置于陰極功能膜和陽極膜之間，施加 壓力0.1 MPa，壓制時間90s，即得具有陰極功能膜/絕緣膜/陽極膜三層結構的電化學選擇 性膜。
[0065] 所述陰極功能膜薄膜比表面積300m2/g，孔隙率90%，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 580 μπι，含氮量為7. 1% ;
[0066] 所述陽極膜薄膜比表面積400m2/g，孔隙率85 %，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 590 μ m ；
[0067] 所述絕緣膜孔隙率為60 %，孔徑為0· 8~I. 2 μ m，厚度為80 μ m，材質(zhì)為醋酸纖 維；
[0068] 所述改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去離子 水配成氧化石墨烯濃度為I. 5mg/mL的水溶液；然后置于水熱釜內(nèi)襯中，每IOOmL水溶液中 加入三聚氰胺IOOmg ;最后400W超聲混勻35min，于160°C反應12h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室 溫即得改性石墨烯水凝膠；
[0069] 所述未改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去離 子水配成氧化石墨稀濃度為I. 5mg/mL的水溶液；然后置于水熱爸內(nèi)襯中，400W超聲混勾 35min，于160°C反應12h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室溫即得未改性石墨烯水凝膠。
[0070] 實施例4
[0071] -種去除水中重金屬離子的電化學選擇性膜，由陰極功能膜、陽極膜和絕緣膜壓 制，包括如下步驟：
[0072] 1)陰極功能膜的制備：將一定量的改性石墨烯水凝膠置于模具中，填充均勻，填 充量為l〇〇/m 2,施加壓力0. 15MPa，壓制時間90s即得陰極功能膜；
[0073] 2)陽極膜的制備：以未改性的石墨烯水凝膠為原料，填充量為80g/m2,制備方法同 步驟1)制得陽極模；
[0074] 3)膜的壓制：以多孔介電薄膜作為絕緣膜，置于陰極功能膜和陽極膜之間，施加 壓力0. 15MPa，壓制時間90s，即得具有陰極功能膜/絕緣膜/陽極膜三層結構的電化學選 擇性膜。
[0075] 所述陰極功能膜薄膜比表面積250m2/g，孔隙率87%，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 530 μm，含氮量為7.7% ;
[0076] 所述陽極膜薄膜比表面積350m2/g，孔隙率83 %，孔徑為0. 4~1. 2 μ m，厚度 510 μ m ；
[0077] 所述絕緣膜孔隙率為60 %，孔徑為0· 8~I. 2 μ m，厚度為160 μ m，材質(zhì)為醋酸纖 維；
[0078] 所述改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去離子 水配成氧化石墨烯濃度為2mg/mL的水溶液；然后置于水熱釜內(nèi)襯中，每IOOmL水溶液中加 入三聚氰胺120mg ;最后400W超聲混勻60min，于180°C反應12h，所得反應產(chǎn)物冷卻至室溫 即得改性石墨烯水凝膠；
[0079] 所述未改性石墨烯水凝膠的制備方法，包括如下步驟：首先將氧化石墨烯加去 離子水配成氧化石墨烯濃度為2mg/mL的水溶