[发明专利]化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法

说明书

本发明提供一种化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法，首先将聚醚砜粉进行低温等离子处理使其分子链上有自由基活性点生成，然后在过氧化苯甲酰的作用下，使其与4‑氯甲基苯乙烯分子中双键发生反应，继而实现对聚醚砜的氯化改性处理，之后借助聚醚砜分子链中接枝的氯官能团与四乙烯五胺和氮川三乙酸反应产物中的氨基基团间的化学键合作用，使聚醚砜分子链中接枝入多氨基多羧基官能基团，最后利用相转移技术制备载带多氨基多羧基官能团的功能聚醚砜螯合膜。其制备过程简便、有效官能团接枝率高、绿色环保、对人体危害小，制备的改性聚醚砜螯合膜中有效官能基团稳定、不易浸出流失，其对重金属的吸附截留效能优异。

技术领域

本发明属于膜制备技术领域，涉及一种化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法。

背景技术

随着电镀、化工、机器制造、矿冶等行业的迅猛发展，重金属工业废水的排放量急剧增加，其环境危害已受到高度关注。铬、镉、镍、铅、汞等重金属不同于有机污染物，具有极强的毒害作用，其在环境中难于生物降解，且易于生物体内累积，并可通过食物链传递，进而对生物体乃至人类健康造成危害。因此，重金属废水的有效处置已成为水污染防治的重要关切。

目前，重金属废水的主要处理方法有化学沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、离子交换法、吸附法、生物絮凝法、膜分离法等。与上述所列其他技术相比，膜分离技术发展日趋成熟，由于其能耗低、分离过程无相变、分离效果好、系统运行操作简单、无二次污染、分离产物易于回收等优点，已被广泛应用于水处理领域。膜技术在重金属废水处置的应用中，其不仅可以实现重金属污染物的分离、富集，污水处理后还能有效实现回用。工程层面用于重金属废水处理的膜分离技术主要有纳滤、反渗透、电渗析、聚合物或胶束增强超滤技术等，纳滤和反渗透技术存在运行压力大，处理成本昂贵等缺陷，电渗析存在系统构建成本高的缺陷，而聚合物或胶束增强超滤技术存在二次环境污染的不足；相较之下，微超滤膜分离系统所需压力低、能耗小，然而，微超滤膜孔径大，无法实现重金属离子的截留，不能直接用于水体中重金属污染物的分离去除，因此需对其进行改性使其能捕获和截留水体中的重金属污染物，提升其处置效能，继而拓展其在水处理领用的工程应用。

聚醚砜具有优异的力学性能、耐热性、耐化学腐蚀和抗污染性能，是一种广泛使用的分离膜制备材料。但常规的聚醚砜微超滤分离膜不具备对水体中重金属离子的截留和吸附去除性能，借鉴吸附材料和离子交换树脂对重金属污染物的去除作用，可通过物理共混和化学接枝的方法将对重金属离子具有螯合作用的多乙烯胺、氨基膦酸和氨基羧酸等官能基团载入聚醚砜膜基体中，继而实现其对重金属的捕获和截留去除。目前，对聚醚砜超滤膜开展的改性研究大多侧重其亲水性能的改良，其设计初衷并不在提升聚醚砜超滤膜吸附重金属离子方面，因而聚醚砜超滤膜在重金属污染防治领域的应用受到限制。因此，利用实施过程简洁、化学接枝效果好、对环境友好的绿色环保技术，对聚醚砜分子基团进行改性，提高吸附官能基团的载入率，进而保证其对重金属污染物的优良吸附和潜在的工程应用效能，是聚醚砜超滤膜功能分离膜设计制备的重要动向，也是拓展其在水处理领域应用的重要举措。

发明内容

针对现有技术的不足，且有效提升聚醚砜螯合膜对重金属污染物的吸附处置效能，本发明提供一种能高效吸附去除环境中重金属污染物的聚醚砜螯合膜的制备方法，其制备过程简便、有效官能团接枝率高、绿色环保、对人体危害小。

本发明是这样实现的：

一种化学接枝多氨基多羧基官能基团的聚醚砜螯合膜的制备方法，其具体包括以下步骤：

S1、低温等离子处理聚醚砜粉末：