[发明专利]一种锂离子印迹聚醚砜复合膜的制备方法及应用

权利要求书

1.一种锂离子印迹聚醚砜复合膜，其特征在于：该聚醚砜复合膜是以聚醚砜膜为基底膜材料，基于多巴胺自聚合过程对聚醚砜膜进行表面多巴胺改性，在聚醚砜膜表面建立次级反应平台，制备多巴胺改性聚醚砜膜；通过水解过程在多巴胺改性聚醚砜膜表面负载二氧化硅纳米复合层，制备二氧化硅纳米复合膜；利用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对膜材料进行改性处理，制备改性二氧化硅纳米复合膜；以锂离子为模板、12-冠-4-醚为结合位点，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，基于表面印迹技术，制备的锂离子印迹聚醚砜复合膜。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子印迹聚醚砜复合膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、聚醚砜膜表面多巴胺改性

将0.1211g三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐和0.2g盐酸多巴胺置于100mL去离子水中，超声条件下混合均匀，调节混合溶液pH值为8.5，将3片聚醚砜膜浸入混合溶液中，室温振荡下反应3～9小时，取出反应后所得到的膜，用去离子水浸泡清洗各三次，每次10分钟，将清洗后的膜在室温下烘干，得多巴胺改性聚醚砜膜；

步骤二、二氧化硅纳米复合膜的制备

将1mL硅酸四乙酯加入到35mL乙醇和水的混合溶液中，其中乙醇:水＝30mL:5mL，在超声条件下混合均匀，将3片步骤一得到的多巴胺改性聚醚砜膜加入到上述混合溶液中后，室温下振荡5分钟，加入0.5mL氨水后继续振荡反应3～9小时，取出反应后所得到的膜，分别用乙醇和水对其进行浸泡清洗各三次，每次10分钟，在室温下晾干后得到二氧化硅纳米复合膜；

步骤三、二氧化硅纳米复合膜的表面改性

将3片步骤二中得到的二氧化硅纳米复合膜加入到100mL乙醇和水的混合溶液中，其中乙醇:水＝80mL:20mL，向溶液中通氮气5分钟，在氮气保护下加入3mLγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续向溶液中通氮气10分钟，用真空塞、脱脂胶带及保鲜膜进行密封，在80℃恒温水浴振荡器中反应12～20小时，取出反应后所得到的膜，分别用乙醇和水对其进行浸泡清洗各三次，每次10分钟，在室温下晾干后得到改性二氧化硅纳米复合膜；

步骤四、锂离子印迹聚醚砜复合膜的制备

将0.2mmol氯化锂、0.2mmol 12-冠-4-醚和60mL乙腈在超声条件下混合均匀，将混合溶液在室温条件下搅拌1小时使锂离子与12-冠-4-醚充分结合；向混合溶液中加入3片步骤三中得到的二氧化硅纳米复合膜后向溶液中通氮气20分钟，在保持通氮气条件下将一定量的甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯和偶氮二异丁腈按照1毫摩尔:4毫摩尔:25毫克的比例加入到上述混合溶液中，继续通氮气5分钟，用真空塞、脱脂胶带及保鲜膜进行密封，在60℃恒温水浴振荡器中反应12～36小时，取出反应后所得到的膜，用乙醇和水分别对其进行浸泡清洗各三次，每次10分钟，在室温下将其晾干后得到印迹聚合膜；将1片印迹聚合膜置于100mL浓度为1mol/L的盐酸溶液中，在室温振荡下对印迹聚合膜进行模板洗脱处理，每6小时换一次洗脱液，洗脱过程持续3天，室温晾干后得到锂离子印迹聚醚砜复合膜。

3.根据权利要求2所述锂离子印迹聚醚砜复合膜的制备方法合成的锂离子印迹聚醚砜复合膜。

4.根据权利要求3所述的锂离子印迹聚醚砜复合膜，其特征在于：将其用于锂离子、钠离子和钾离子的混合水溶液中锂离子的选择性吸附和分离过程。