[发明专利]一种基于新功能单体铅(II)离子印迹复合膜的制备方法及应用

说明书

本发明公开一种基于新功能单体铅(II)离子印迹复合膜的制备方法及应用，属于吸附与分离功能高分子材料技术领域。其制备包括以下步骤：以自主设计合成的化合物为功能单体，以铅(II)离子为模板离子，以乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，市售的微孔滤膜作为支撑膜，采用表面接枝印迹法，得到铅(II)离子印迹复合膜。本发明制备了一种基于新功能单体的印迹复合膜，其对铅(II)离子具有较高的吸附容量和较好的印迹因子，可用于去除溶液中的铅(II)离子。

技术领域

本发明涉及一种基于新功能单体铅(II)离子印迹复合膜的制备方法及应用，本发明属于吸附与分离功能高分子材料技术领域。

背景技术

铅是广泛存在于自然界的重金属之一，由于人们长期对铅资源开发利用，使得铅通过多种途径进入土壤，造成了日益严重的铅污染；并且对人类健康也造成了很大的危害，主要表现在铅在人体内大量累积会引起人的认知与行为能力的退化、导致遗传物质的损伤，甚至死亡。因此，控制环境的铅污染对保护人们的健康具有重要的现实意义。

目前，处理重金属离子污染的方法主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法及膜分离法等。其中，胡瑜等用阳离子交换树脂的方法检测分离化妆品中的铅离子，该方法操作简单、吸附速率快、去除效率较高，但其所用设备复杂、成本较高；高永等采用氢氧化物沉淀法处理含铅废水，效果较好，但化学试剂用量较大，易产生二次污染；膜分离法对重金属的去除效果较好，但缺乏选择性；吸附法操作简单，吸附能力强，但特异性吸附能力较差，因此必须寻找一种具有特异性吸附并可以选择性吸附分离目标物的方法。

发明内容

本发明的目的在于一种基于新型功能单体的铅(II)离子印迹复合膜的制备方法，通过离子印迹技术和膜分离技术相结合制备铅(II)离子印迹复合膜，过程简单，所制备的铅(II)离子印迹复合膜对目标离子铅离子的选择吸附能力大大提高，克服了传统分离富集方法存在的工艺复杂、条件苛刻等缺点。

本发明通过以下技术方案实现

一种基于新功能单体铅(II)离子印迹复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）预聚合液的制备：按0.005～0.01g/L的比例将Pb(NO₃)₂溶于致孔溶剂中，再加入功能单体，在室温下于恒温振荡器中振荡2～3h，再依次加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯，引发剂偶氮二异丁腈，最后超声脱气处理5～10min，即形成预聚合溶液。

（2）铅(II)离子印迹复合膜的制备：将基膜置于步骤（1）所得预聚合溶液中，室温下浸泡3～60min，然后升温至60～70℃下反应24～48h，即制得铅(II)离子印迹复合膜。

（3）铅(II)离子印迹复合膜的洗脱：用甲醇和醋酸混合溶液洗脱除去模板离子，即得到具有立体空穴的铅(II)离子印迹复合膜。

优选的，本发明步骤（1）中所述致孔溶剂是有机溶剂和水的混合溶液，其中有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、N-N-二甲基甲酰胺、异丙醇中的一种或多种，有机溶剂和水的体积比为1:1。

优选的，本发明步骤（1）中Pb(NO₃)₂、功能单体、交联剂的摩尔比为1:(4～10):(20～50)，引发剂与功能单体的摩尔比为1:(10～15)。

优选的，本发明步骤（2）基膜为聚四氟乙烯微孔滤膜(PTFE)、聚偏氟乙烯微孔滤膜(PVDF)、尼龙-6微孔滤膜(Nylon-6)中的一种，所述基膜为市售产品。

优选的，本发明甲醇和醋酸混合溶液中甲醇和醋酸的体积比为(1～9):1。

优选的，本发明所述功能单体的制备方法为：