[发明专利]3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜的制备方法

摘要

一种3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜的制备方法，主要采用3-氨丙基三甲氧基硅烷、氮川三乙酸、二甲基亚砜、聚偏氟乙烯、硫酸铜、硫酸钴、硫酸镍等为主要试剂，借助3-氨丙基三甲氧基硅烷和氮川三乙酸在一定温度下发生共价键合反应，应用物理共混/相转移技术制备3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯亲和膜；通过化学螯合作用使该亲和膜表面分别载有铜、钴和镍离子，从而制备了3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜。本发明操作简单、成本低廉、制备温度低，制备的金属亲和膜吸附性能优良，能有效回收废水中生物大分子物质。

主权项

一种3‑氨丙基三甲氧基硅烷‑氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜的制备方法，其特征在于：（1）共混铸液的制备：①原料：主要原料包括：氮川三乙酸、3‑氨丙基三甲氧基硅烷、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和二甲基亚砜，它们的用量有如下质量比例关系：氮川三乙酸：3‑氨丙基三甲氧基硅烷：聚偏氟乙烯：聚乙烯吡咯烷酮：二甲基亚砜=3.33~6.67：3.12~6.25：13 ~17：2 ~3：110；②制备方法：a、上述各种原料的加入顺序是：首先加入二甲基亚砜，然后加入3‑氨丙基三甲氧基硅烷、氮川三乙酸，再依次加入聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮；b、配制在空气中进行，首先将二甲基亚砜溶剂放入烧杯中，并控制溶剂温度为80℃~90℃，之后依次将3‑氨丙基三甲氧基硅烷和氮川三乙酸加入到二甲基亚砜溶剂中，磁力搅拌使其混合均匀，然后将上述溶液温度以10℃/min的升温速率迅速升高到100℃~110℃，反应30min后，将溶液温度由100℃~110℃降至70℃~80℃，依次将聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液温度为70℃~80℃，磁力搅拌，使上述溶液各组分溶解和充分共混，6h后将获得的共混铸液置于水浴中脱泡3~5h，水浴温度为50℃~60℃；（2）3‑氨丙基三甲氧基硅烷‑氮川三乙酸/聚偏氟乙烯膜的制备：①平板膜的制备：将上述共混铸液倒在光滑的玻璃板上，用医用刮刀制膜，然后将玻璃板迅速置于冷凝浴成膜，冷凝浴为经微滤膜处理后的自来水，水温为40℃~50℃；②中空纤维膜的制备：用纺丝机对上述共混铸液进行拉制，芯液是为体积比5%乙醇水溶液，流速为1.2~1.8mL/min；铸液挤出速率为1.3~1.5mL/min，每分钟制得的纤维丝长度为33~35米，冷凝浴为经微滤膜处理后的自来水，水温为40℃~50℃；③将上述平板膜和中空纤维膜首先用蒸馏水浸泡48h，然后浸泡在浓度为0.1~0.5mol/L的盐酸溶液中24h，之后将膜从盐酸溶液中取出，并用蒸馏水多次清洗直至清洗水的pH值为中性；（3）3‑氨丙基三甲氧基硅烷‑氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜的制备：①Cu2+、Co2+、Ni2+金属离子溶液的配制：分别将3.91g CuSO4·5H2O、4.47g NiSO4·6H2O、4.77g CoSO4·7H2O溶于蒸馏水中，并定容至1L，配成1g/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金属离子溶液；②3‑氨丙基三甲氧基硅烷‑氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜的制备：首先将上述平板膜和中空纤维膜分别浸泡在上述浓度为1g/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后将pH值为5.8的醋酸‑醋酸钠缓冲溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中；将pH值为5.3的醋酸‑醋酸钠缓冲溶液加入到上述含有Co2+的溶液中；将pH值为6.6的醋酸‑醋酸钠缓冲溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中；醋酸‑醋酸钠缓冲溶液浓度为0.2 mol/L，上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+离子的溶液体积与醋酸‑醋酸钠缓冲溶液的体积之比为1:1；室温下摇床振荡浸泡24h，24h后将膜取出并用蒸馏水洗净，制得表面分别载有Cu2+、Co2+、Ni2+的3‑氨丙基三甲氧基硅烷‑氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金属亲和膜，将上述平板金属亲和膜和中空纤维金属亲和膜浸泡在蒸馏水中保存。