[发明专利]一种重金属离子吸附型分离膜用改性PVDF的制备方法

摘要

本发明公开了一种重金属离子吸附型分离膜用改性PVDF的制备方法，属于功能高分子材料领域，特别涉及用于制备重金属离子吸附型分离膜用的原料PVDF的制备技术。本发明其特征在于所述改性PVDF为由聚酰胺‑胺(PAMAM)对PVDF粉末进行改性制得，所述的改性PVDF可用于制备对重金属离子具有吸附作用的平板分离膜或中空纤维分离膜。本发明所述的改性PVDF制备的分离膜的重金属离子吸附能力随PAMAM超支化改性代数的增加而增大，膜吸附重金属离子后可通过清洗高效回收吸附的重金属离子，膜可以重复使用。本发明所述的改性PVDF制备的分离膜水通量较纯PVDF膜提高，膜的物理性能稳定。本发明生产不需要特殊设备、工业化实施容易，所制改性PVDF成本增加幅度不大。

主权项

一种重金属离子吸附型分离膜用改性PVDF的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：(1)PVDF粉料的预处理：准确称取一定质量的KOH，并用无水乙醇配制成浓度1.0～2.0mol/L的溶液200mL，置于烧杯中，加入40～45g PVDF粉末，在50～60℃条件下磁力搅拌15～30分钟后，抽滤，并用去离子水清洗，直至清洗液pH为7左右，抽滤后将预处理的PVDF粉末烘干备用；(2)PAMAM的制备：①将4～6g乙二胺(EDA)溶于20mL甲醇中，再将其转移到100mL的三口烧瓶中，在维持0℃～5℃冰水浴及氮气保护的环境下，将30～40g丙烯酸甲酯(MA)置于恒压滴液漏斗使其向三口烧瓶中逐渐滴加，维持20～30分钟，2小时后升至室温20℃～30℃，并继续搅拌45～50小时，转入单口烧瓶用旋转蒸发仪进行旋蒸，温度由30℃～35℃逐渐升至40℃～45℃，每隔15min升温1℃～2℃，得到产物第0.5代PAMAM，记为G0.5‑PAMAM；②将80～90g的EDA与60mL甲醇在干净的烧杯中溶解后置于250mL的三口烧瓶中，在维持0℃～5℃冰水浴及氮气保护的环境下，将25～30g的G0.5‑PAMAM和60mL甲醇置于恒压滴液漏斗中，向三口烧瓶中逐渐滴加，维持20～30分钟，2小时后升至室温20℃～30℃，并继续搅拌2～3天，转入单口烧瓶用旋转蒸发仪进行旋蒸，温度由50℃～60℃逐渐升至70℃～80℃，每隔15min升温1℃～2℃，得到产物第1.0代PAMAM，记为G1.0‑PAMAM；③以得到的1.0代G1.0‑PAMAM为原料，按上述步骤①重复，逐步制得第1.5代PAMAM，记为G1.5‑PAMAM，以得到的1.5代G1.5‑PAMAM为原料，按上述步骤②重复，逐步制得第2.0代PAMAM，记为G2.0‑PAMAM；同理，以G2.0‑PAMAM为原料，按上述步骤①重复，逐步制得第2.5代PAMAM，记为G2.5‑PAMAM；以2.5代G2.5‑PAMAM为原料，按上述步骤②重复，逐步制得第3.0代PAMAM，记为G3.0‑PAMAM，；(3)PVDF‑PAMAM的制备：取10～15g步骤(1)预处理的PVDF粉末，干燥后置于120mL的N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，在60～70℃恒温下搅拌至完全溶解，在氮气保护下，将8～12g丙烯酸(AA)和0.15～0.25g的偶氮二异丁腈(AIBN)加入混合溶液中，继续通氮气20～30分钟，在60～70℃下搅拌12～16小时后，反应液用甲醇沉淀，并用纯水反复洗涤多次，以除去未反应的单体及均聚物，产物在60℃烘箱中干燥，得到丙烯酸接枝的PVDF；取一定量丙烯酸接枝的PVDF粉末，浸没在含有1.5～2.5mM的1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺(EDC)和4～6mM的N‑羟基琥珀酰亚胺(NHS)的10mL的2‑(N‑吗啡啉)乙磺酸(MES)缓冲液中(pH＝4)，活化1～1.5小时，然后，将活化后的膜分别置于含有浓度4～6g/L的所述整代PAMAM的磷酸盐缓冲液(PBS)缓冲液中，并使反应在室温下反应20～25小时，形成的PVDF‑PAA‑PAMAM粉末用纯水洗涤多次以除去未反应的单体以及副产物，最后将产物烘干即得。