專利名稱：一種改性支撐液膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液膜分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種改性支撐液膜，具體為ー種分子印跡支撐離子液膜的制備方法。
背景技術(shù)：
液膜分離是以液體膜為分離介質(zhì)，將兩個(gè)互溶而不同組成的液體隔開，以濃度差為推動力，利用各個(gè)組分在液膜內(nèi)溶解-擴(kuò)散的能力不同達(dá)到分離目的的一種分離方法。液膜分離具有分離速度快、選擇性好、能耗低而且能回收資源等優(yōu)點(diǎn)，是近年來應(yīng)用較為廣泛的ー種新型分離技木?，F(xiàn)有液膜包括支撐液膜、乳化液膜及大塊液膜等，由于支撐液膜具 有選擇性好、傳質(zhì)速率快、分離效率高并節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，又具有生物膜濃縮富集的功能，因此，其研究十分活躍，在物質(zhì)分離、濕法冶金、石油化工、エ業(yè)廢水處理及食品衛(wèi)生等方面有廣泛研究，然而，在推進(jìn)液膜エ業(yè)化應(yīng)用過程中，支撐液膜的穩(wěn)定性問題依然是主要障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改性支撐液膜的制備方法，以改善現(xiàn)有支撐液膜的選 擇性與穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)液膜分離技術(shù)的エ業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種改性支撐液膜的制備方法，將活化支撐膜在引發(fā)劑中浸泡后放入包括模板分子、功能単體、致孔劑及交聯(lián)劑的混合液中浸泡，取出后在紫外光照射下反應(yīng)得到分子印跡支撐膜，去除其中的模板分子后置于離子液體中浸潰，得到分子印跡支撐離子液膜。具體步驟包括步驟一，活化支撐膜將支撐膜置于硫酸溶液中進(jìn)行表面浸泡處理，然后用去離子水洗滌，晾干；步驟ニ，制備分子印跡支撐膜先將模板分子和功能単體溶解后加入致孔劑和交聯(lián)劑進(jìn)行混合成混合液，然后將步驟ー活化的支撐膜在引發(fā)劑中密封并浸泡后再放入所述混合液中浸泡，取出后在紫外光的照射下反應(yīng)得到分子印跡支撐膜；步驟三，去除模板分子將步驟ニ所得分子印跡支撐膜用去離子水洗滌，晾干；步驟四，將步驟三處理的分子印跡支撐膜置于含有載體的離子液體中浸潰，制得分子印跡支撐離子液膜。所述步驟一的硫酸溶液的濃度為3mol/L。所述步驟ニ的模板分子和功能単體分別用去離子水和氯仿溶解后混合，并加入分散劑攪拌，然后加入致孔劑和交聯(lián)劑進(jìn)行超聲振蕩。所述功能単體、模板分子、交聯(lián)劑與致孔劑的摩爾比為6 1 30 :1，所述引發(fā)劑為ニ苯甲酮溶液，所述分散劑為Span-80，所述超聲振蕩的時(shí)間為10-20分鐘；所述活化的支撐膜在引發(fā)劑中密封并浸泡的時(shí)間為30-60分鐘,在所述混合液中浸泡的時(shí)間為60-100分鐘。所述紫外光的波長為365nm，所述紫外光的照射時(shí)間為4_6小吋。所述功能單體為甲基丙烯酸(MAA)，所述支撐膜為多孔聚偏氟こ烯膜(PVDF)，所述致孔劑為偶氮ニ異丁腈(AIBN)，所述交聯(lián)劑為こニ醇ニ甲基丙烯酸酯(EDMA)。所述ニ苯甲酮溶液的重量濃度為O. 4-0. 8%。所述離子液體中的載體含量為4-8%。本發(fā)明具有如下有益效果I、本發(fā)明將分子印跡和離子液體結(jié)合得到分子印跡支撐離子液膜，利用分子印跡技術(shù)和室溫離子液體的特點(diǎn)，采用修飾技木，對多孔支撐體表面進(jìn)行分子印跡聚合修飾，形成一層致密的對模板分子有選擇性的薄膜，提高了支撐液膜的選擇性、傳質(zhì)通量及抗污染能力。2、本發(fā)明利用離子液體幾乎無蒸汽壓、粘度高等特點(diǎn)改性支撐膜液，液膜由室溫離子液體或流動載體與室溫離子液體組成，避免了膜液由有機(jī)溶劑組成的膜液的揮發(fā)問 題，提高了液膜的穩(wěn)定性，同時(shí)減少了由于有機(jī)溶劑的揮發(fā)而造成的環(huán)境污染。3、本發(fā)明根據(jù)離子液體的親疏水特性，選擇多孔支撐膜為基膜并經(jīng)分子印跡表面修飾，增強(qiáng)了膜液和支撐體間的相互作用，同時(shí)利用微孔產(chǎn)生的毛細(xì)管カ提高對跨膜壓差的耐受力，阻止膜液流失，提高了支撐液膜本身的穩(wěn)定性與選擇性，同時(shí)提高了支撐液膜的傳質(zhì)通量與支撐膜的抗污染能力。


圖I為本發(fā)明分子印跡支撐離子液膜體系和現(xiàn)有支撐液膜體系對Ni (II)的遷移率的對比曲線圖； 圖2為本發(fā)明分子印跡支撐離子液膜和現(xiàn)有支撐液膜對Co (II)的遷移率的對比曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I，一種改性支撐液膜的制備方法，具體步驟包括步驟一，活化支撐膜將聚偏氟こ烯膜置于3mol/L硫酸中進(jìn)行表面浸泡處理，然后用去尚子水洗漆，晾干備用。步驟ニ，(I)離子液體的合成室溫下將溴代正丁烷與N-甲基咪唑以I. 2:1的比例混合，將混合物在70°C下冷凝回流24h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫時(shí)用こ酸こ酯洗滌，然后置于恒溫電熱干燥箱烘干至恒重，得到溴代I-丁基-3_甲基咪唑。稱取16. 3gNH4PF6溶解于IOOmL去離子水中，將等摩爾量的溴代I-丁基-3-甲基咪唑加入其中，在30°C下水浴攪拌6h。反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，用去離子水洗滌下層I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽沉淀至洗滌液中無溴離子存在后，置于恒溫電熱干燥箱烘干至恒重，得到I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。(2)制備分子印跡支撐膜稱取I. 61g模板分子NiSO4 · 6H20，溶解于IOmL去離子水中，量取IOmL濃度為O. lmol/L的甲基丙烯酸溶液，將兩溶液混合，調(diào)節(jié)二者摩爾比為6:1，加入Span-80，攪拌。然后加入O. 8g偶氮ニ異丁腈和26. 63gこニ醇ニ甲基丙烯酸酷，超聲振蕩混合液15min。把步驟ー處理的聚偏氟こ烯膜置于重量濃度為O. 6%的ニ苯甲酮溶液中密封浸泡45min，隨后取出聚偏氟こ烯膜放入模板和単體分子混合液內(nèi)浸泡90min，在365nm波長的紫外光的照射下反應(yīng)5h。
步驟三，去除模板分子紫外光照射反應(yīng)結(jié)束，取出聚偏氟こ烯膜，用去離子水反復(fù)洗滌，晾干。步驟四，將晾干后的聚偏氟こ烯膜置于2-こ基己基膦酸單2-こ基已基酯含量為
6.50%的I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽溶液中浸潰60min后固定在支撐液膜遷移裝置中即可。實(shí)施例2，一種改性支撐液膜的制備方法，具體步驟包括步驟一，將聚偏氟こ烯膜置于3mol/L硫酸中進(jìn)行表面浸泡處理，然后用去離子水洗滌，晾干，備用。步驟ニ，(I)離子液體的合成室溫下將溴代正丁烷與N-甲基咪唑以I. 2:1的比例 混合，將混合物在70°C下冷凝回流24h。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液冷卻至室溫時(shí)用こ酸こ酯洗滌，然后置于恒溫電熱干燥箱烘干至恒重，得到溴代I-丁基-3_甲基咪唑。稱取16. 3gNH4PF6溶解于IOOmL去離子水中，將等摩爾量的溴代I-丁基-3-甲基咪唑加入其中，在20-40°C下水浴攪拌4-7h。反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，用去離子水洗滌下層I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽沉淀至洗滌液中無溴離子存在后，置于恒溫電熱干燥箱烘干至恒重，即可得到I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。(2)制備分子印跡支撐膜稱取I. 43g CoCl2 · 6H20溶解于IOmL去離子水中，量取15mL濃度為O. lmol/L的甲基丙烯酸溶液，將兩溶液混合，調(diào)節(jié)二者摩爾比為4:1，加入Span-80，攪拌。然后加入O. 7g偶氮ニ異丁腈和23. 65gこニ醇ニ甲基丙烯酸酯，超聲振蕩混液15min。用氯仿配制引發(fā)劑濃度為O. 6%的ニ苯甲酮溶液，然后把經(jīng)過步驟一處理的聚偏氟こ烯膜浸泡于該溶液中，密封并浸泡45min，隨后取出聚偏氟こ烯膜 放入模板和單體分子混合液內(nèi)浸泡90min,然后在365nm波長的紫外光的照射下反應(yīng)5小時(shí)。步驟三，去除模板分子紫外光照射反應(yīng)結(jié)束，取出聚偏氟こ烯膜，用去離子水反復(fù)洗滌，晾干。步驟四，將晾干后的聚偏氟こ烯膜置于載體(2-こ基己基膦酸單2-こ基己基酷)含量為6. 50%的I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽溶液中浸潰60min后固定在支撐液膜遷移裝置中即可。實(shí)施例3-5，一種改性支撐液膜的制備方法，具體步驟參見實(shí)施例1，有關(guān)數(shù)據(jù)和エ藝條件見表I。表I實(shí)施例3-5的有關(guān)數(shù)據(jù)和エ藝條件
權(quán)利要求
1.一種改性支撐液膜的制備方法，其特征在于將活化支撐膜在引發(fā)劑中浸泡后放入包括模板分子、功能単體、致孔劑及交聯(lián)劑的混合液中浸泡，取出后在紫外光照射下反應(yīng)得到分子印跡支撐膜，去除其中的模板分子后置于離子液體中浸潰，得到分子印跡支撐離子液膜。
2.如權(quán)利要求I所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于具體步驟包括，步驟一，活化支撐膜將支撐膜置于硫酸溶液中進(jìn)行表面浸泡處理，然后用去離子水洗滌，晾干; 步驟ニ，制備分子印跡支撐膜；先將模板分子和功能単體溶解后加入致孔劑和交聯(lián)劑進(jìn)行混合成混合液，然后將步驟ー活化的支撐膜在引發(fā)劑中密封并浸泡后再放入所述混合液中浸泡，取出后在紫外光的照射下反應(yīng)得到分子印跡支撐膜； 步驟三，去除模板分子將步驟ニ所得分子印跡支撐膜用去離子水洗滌，晾干； 步驟四，將步驟三處理的分子印跡支撐膜置于含有載體的離子液體中浸潰，制得分子印跡支撐離子液膜。
3.如權(quán)利要求2所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于所述步驟一的硫酸溶液的濃度為3mol/L。
4.如權(quán)利要求2所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于所述步驟ニ的模板分子和功能単體分別用去離子水和氯仿溶解后混合，并加入分散劑攪拌，然后加入致孔劑和交聯(lián)劑進(jìn)行超聲振蕩。
5.如權(quán)利要求4所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于所述功能単體、模板分子、交聯(lián)劑與致孔劑的摩爾比為6 1 30 :1，所述引發(fā)劑為ニ苯甲酮溶液，所述分散劑為Span-80，所述超聲振蕩的時(shí)間為10-20分鐘；所述活化的支撐膜在引發(fā)劑中密封并浸泡的時(shí)間為30-60分鐘,在所述混合液中浸泡的時(shí)間為60-100分鐘。所述紫外光的波長為365nm,所述紫外光的照射時(shí)間為4_6小時(shí)。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于所述功能單體為甲基丙烯酸，所述支撐膜為多孔聚偏氟こ烯膜，所述致孔劑為偶氮ニ異丁腈，所述交聯(lián)劑為こニ醇ニ甲基丙烯酸酷。
7.如權(quán)利要求5所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于所述ニ苯甲酮溶液的重量濃度為O. 4-0.8%。
8.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的改性支撐液膜的制備方法，其特征在于所述離子液體中的載體含量為4-8%。
全文摘要
一種改性支撐液膜的制備方法，其特征在于將活化支撐膜在引發(fā)劑中浸泡后放入包括模板分子、功能單體、致孔劑及交聯(lián)劑的混合液中浸泡，取出后在紫外光照射下反應(yīng)得到分子印跡支撐膜，去除其中的模板分子后置于離子液體中浸漬，得到分子印跡支撐離子液膜。本發(fā)明將分子印跡和離子液體結(jié)合得到分子印跡支撐離子液膜，利用分子印跡技術(shù)和室溫離子液體的特點(diǎn)，采用修飾技術(shù)，對多孔支撐體表面進(jìn)行分子印跡聚合修飾，形成一層致密的對模板分子有特殊選擇性的薄膜，不僅提高了支撐液膜的穩(wěn)定性，而且提高了支撐液膜的選擇性、傳質(zhì)通量及抗污染能力。
文檔編號C08J9/26GK102688696SQ201210166539
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者余曉皎, 呂偉桃, 姚秉華, 張帆, 張阿曼, 王娜, 黃琳珠 申請人:西安理工大學(xué)