專利名稱：3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種高分子材料的制備方法，特別是聚偏氟こ烯材質(zhì)金屬親和膜的制備方法。
背景技術(shù)：
親和色譜技術(shù)是在深入分析生物分子特異性反應(yīng)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的一種功能蛋白分子的分離與純化技木。親和色譜技術(shù)主要依賴于其所載帶的官能基團(tuán)對(duì)生物分子的共價(jià)鍵合作用，從而對(duì)生物大分子具有識(shí)別功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物大分子的分離與純化，其平均純化效率是常規(guī)色譜技術(shù)的幾十倍。但親和色譜技術(shù)不能在較高流速下充分有效地利用其功能配位基團(tuán)，并且其存在壓頭損失高、傳質(zhì)阻カ大的缺陷。膜分離技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、常溫操作、無相變及化學(xué)變化、選擇性高及能耗低等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年膜分離技術(shù)獲得快速發(fā)展，已在醫(yī)藥和生化等行業(yè)得到較為廣泛的應(yīng)用。但通常情況下，膜分離技術(shù)是通過分子量差異來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和純化，并且僅對(duì)分子量相差十倍以上的物質(zhì)才具有明顯的分離效果。目前，用于生物大分子分離和純化的膜分離技術(shù)主要有超濾、納濾和反滲透，這些膜分離系統(tǒng)存在有機(jī)污染嚴(yán)重、處理成本高等缺陷，因而未能得到廣泛應(yīng)用?；谏鲜龇治隹梢姡H和色譜技術(shù)和常規(guī)膜分離技術(shù)在生物大分子分離和純化領(lǐng)域，各有優(yōu)缺點(diǎn)。與親和色譜技術(shù)和常規(guī)膜分離技術(shù)相比較，親和膜分離技術(shù)有效融合了親和色譜技術(shù)與膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其不僅對(duì)生物大分子具有優(yōu)良的識(shí)別功能，對(duì)生物分子分離和純化的選擇性好，并且借助分離膜滲透性好的優(yōu)點(diǎn)，能在較高流速和較低操作壓下快速分離和純化生物大分子，故而親和膜分離技術(shù)具有吸附容量大、選擇性和分離效率高、操作簡(jiǎn)便、成本低廉、再生利用性能好等優(yōu)點(diǎn)。在親和膜分離技術(shù)中，固定化金屬親和膜是實(shí)現(xiàn)生物大分子分離和純化的有效方法之一，首先其借助親和膜的功能配位基團(tuán)吸附過渡金屬離子，并使金屬離子的配位數(shù)小于6，從而確保金屬離子有空余的配位點(diǎn)與生物分子中含有氮、氧原子的基團(tuán)發(fā)生螯合配位作用，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子的吸附；同時(shí)金屬親和膜在咪唑、氯化鈉溶液中又能脫附吸附的生物分子，從而實(shí)現(xiàn)了生物大分子的分離和純化。目前，用作金屬親和膜基質(zhì)的材料主要有瓊脂糖凝膠、磁納米粒子、聚丙烯酰胺凝膠、多孔硅膠、ニ氧化硅、殼聚糖、陶瓷、纖維素，這些材料的分子結(jié)構(gòu)含有羥基、氨基、羧基等活性基團(tuán)，能有效吸附金屬離子，進(jìn)而分離和純化生物大分子，但其機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性較差、并且其存在易使親和膜的孔徑和孔隙分布不均勻，不能較好地滿足親和膜的應(yīng)用要求。聚偏氟こ烯(PVDF)是ー種白色粉末狀半晶型均聚物，其抗微生物作用顯著、化學(xué)穩(wěn)定性好，并且其耐溫、耐化學(xué)藥劑腐蝕、耐有機(jī)溶劑溶解特性優(yōu)良，是ー種理想的金屬親和膜制備材料。但常規(guī)聚偏氟こ烯微濾分離膜卻不能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)等生物分子的分離和純化，因此必須對(duì)其進(jìn)行改性。針對(duì)水體中蛋白質(zhì)等生物大分子的吸附去除和回收利用，聚偏氟こ烯分離膜研究重點(diǎn)應(yīng)是在膜中引入具有適宜螯合配位點(diǎn)的吸附官能基團(tuán)，使其與、金屬離子形成配位數(shù)小于6的金屬絡(luò)合物，借助金屬離子的剰余配位點(diǎn)與蛋白質(zhì)等生物分子發(fā)生化學(xué)鍵合配位作用，實(shí)現(xiàn)其對(duì)水環(huán)境中生物大分子污染物的吸附去除和資源化回收利用。目前，金屬親和膜載帶的金屬離子主要有Cu2+、Zn2+、Fe2+、Ni2+等，并且親和膜載帶的吸附配體主要有亞氨基ニこ酸，N，N，N’_三(羧甲基)こニ胺、氮川三こ酸等，這些配體官能基團(tuán)的分子結(jié)構(gòu)中含有可提供孤對(duì)電子的N、O原子，其與金屬離子螯合配位能形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的配合物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物蛋白大分子的分離和純化。在上述配體中，亞氨基ニこ酸是三配位體，其與金屬離子之間的作用カ較弱，親和膜載帶的金屬離子易脫附；N，N，N’ -三(羧甲基)こニ胺是五配位體，其與金屬離子的作用カ較強(qiáng)，但其僅剩余一個(gè)配位吸附點(diǎn)與蛋白質(zhì)等生物大分子作用，故而其對(duì)生物大分子的作用カ較弱，從而降低了其分離和純化效率；氮川三こ酸與金屬離子發(fā)生四配位吸附鍵合作用，并且能提供兩個(gè)吸附點(diǎn)位與蛋白質(zhì)等生物分子發(fā)生共價(jià)鍵合作用，因而氮川三こ酸與金屬離子能形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的金屬配合物，并且形成的金屬配合物對(duì)蛋白質(zhì)等 生物大分子又有較強(qiáng)的配位鍵合作用，從而保證了其對(duì)生物大分子具有優(yōu)良的吸附性能。氮川三こ酸是ー種理想的親屬親和膜載帶配體，但將其直接共混或接枝到聚偏氟こ烯分離膜中較為困難，目前也尚未有相關(guān)的研究報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備方法簡(jiǎn)便、共混均勻、能有效去除水環(huán)境中蛋白質(zhì)生物大分子的3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜的制備方法。本發(fā)明主要是在低于110°C的溫度下，進(jìn)行3-氨丙基三甲氧基硅烷和氮川三こ酸的共價(jià)鍵合反應(yīng)，應(yīng)用物理共混/相轉(zhuǎn)移技木，制備3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中功能蛋白等生物大分子的吸附去除和回收利用。本發(fā)明的制備方法如下
一、共混鑄液的制備
1、原料
主要原料包括氮川三こ酸、3-氨丙基三甲氧基硅烷、聚偏氟こ烯、聚こ烯吡咯烷酮和ニ甲基亞砜，它們的用量有如下質(zhì)量比例關(guān)系
氮川三こ酸3_氨丙基三甲氧基硅烷聚偏氟こ烯聚こ烯吡咯烷酮ニ甲基亞砜=3. 33 6. 67 3. 12 6. 25 13 17 2 3 :110 ；
2、制備方法
a、上述各種原料的加入順序是首先加入ニ甲基亞砜，然后加入3-氨丙基三甲氧基硅烷、氮川三こ酸，再依次加入聚偏氟こ烯、聚こ烯吡咯烷酮；
b、配制在空氣中進(jìn)行，首先將ニ甲基亞砜溶劑放入燒杯中，并控制溶劑溫度為80°C 90°C，之后依次將3-氨丙基三甲氧基硅烷和氮川三こ酸加入到ニ甲基亞砜溶劑中，磁力攪拌使其混合均勻，然后將上述溶液溫度以10°C /min的升溫速率迅速升高到IOO0C 110°C，反應(yīng)30min后，將上述溶液溫度由100°C 110°C降至70°C 80°C，依次將聚偏氟こ烯、聚こ烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液溫度為70°C 80°C，磁力攪拌，使上述溶液各組分溶解和充分共混，6h后將獲得的共混鑄液置于水浴中脫泡3 5h，水浴溫度為 50°C "60°C ；
ニ、3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯膜的制備1、平板膜的制備
將上述共混鑄液倒在光滑的玻璃板上，用醫(yī)用刮刀制膜，然后將玻璃板迅速置于冷凝浴成膜，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為40°c 50°C ；
2、中空纖維膜的制備
用紡絲機(jī)對(duì)上述共混鑄液進(jìn)行拉制，芯液是為體積比5%こ醇水溶液，流速為I. 2^1. 8mL/min ;鑄液擠出速率為I. 3^1. 5mL/min，每分鐘制得的纖維絲長(zhǎng)度為33 35米，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為40°C 50°C ；
3、將上述平板膜和中空纖維膜首先用蒸餾水浸泡48h，然后浸泡在濃度為
O.Γ0. 5mol/L的鹽酸溶液中24h，之后將膜從鹽酸溶液中取出，并用蒸餾水多次清洗直至清洗水的PH值為中性；
三、3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜的制備
1、Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液的配制
分別將 3. 91g CuSO4 · 5Η20、4· 47g NiSO4 冊(cè)20、4· 77g CoSO4 · 7H20 溶于蒸餾水中，并定容至1L，分別配成lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液；
2、3_氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜的制備
首先將上述平板膜和中空纖維膜分別浸泡在上述濃度為lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后將PH值為5. 8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中；將pH值為5. 3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Co2+的溶液中；將pH值為6. 6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中；上述醋酸-醋酸鈉緩沖溶液濃度為O. 2 mol/L,上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+離子的溶液體積與醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的體積之比為1:1 ;室溫下?lián)u床振蕩浸泡24h，24h后將膜取出并用蒸餾水洗浄，制得表面分別載有Cu2+、Co2+、Ni2+的3_氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜，將上述平板金屬親和膜和中空纖維金屬親和膜浸泡在蒸餾水中保存。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、制備溫度低、操作簡(jiǎn)單、成本低廉；
2、吸附效果好，膜基質(zhì)材料化學(xué)穩(wěn)定性好；
3、有效緩解了水環(huán)境中生物大分子導(dǎo)致的有機(jī)污染，可實(shí)現(xiàn)エ業(yè)廢水中蛋白質(zhì)污染物的去除和再生利用，拓展了聚偏氟こ烯分離膜在污水處理和資源化利用領(lǐng)域的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
配制在空氣中進(jìn)行，首先將IIOOg ニ甲基亞砜溶劑放入燒杯中，并控制溶劑溫度為80°C，之后依次將33. 3g 3-氨丙基三甲氧基硅烷和31. 2g氮川三こ酸加入到上述ニ甲基亞砜溶劑中，磁力攪拌使其混合均勻，然后將上述溶液溫度以10°C /min的升溫速率迅速升高到100°C，反應(yīng)30min后，將溶液溫度由100°C降至70°C，依次將130g聚偏氟こ烯、20g聚こ烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液溫度為70°C，磁力攪拌，使上述溶液各組分溶解和充分共混，6h后將獲得的共混鑄液置于水浴中脫泡3h，水浴溫度為50°C ;將上述共混鑄液倒在光滑的玻璃板上，用醫(yī)用刮刀制膜，然后將玻璃板迅速置于冷凝浴成膜，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為40°C ;將上述平板膜首先用蒸餾水浸泡48h，然后浸泡在濃度為O. lmol/L的鹽酸溶液中24h，之后將膜從鹽酸溶液中取出，并用蒸餾水多次清洗直至清洗水的PH值為中性。分別將3. 91g CuSO4 ·5Η20、4· 47g NiSO4 · 6Η20、4· 77g CoSO4 · 7Η20 溶于蒸餾水中，并定容至1L，分別配成lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液；將上述平板膜分別浸泡在上述濃度為lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后將pH值為5.8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中，將pH值為5. 3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Co2+的溶液中，將PH值為6. 6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中，醋酸-醋酸鈉緩沖溶液濃度為O. 2 mol/L,上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+離子的溶液體積與醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的體積之比為I: I ;室溫下?lián)u床振蕩浸泡24h，24h后將膜取出并用蒸餾水洗凈，制得表面分別載有Cu2+、Co2+、Ni2+的3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜，將上述平板金屬親和膜浸泡在蒸餾水中保存。實(shí)施例2
配制在空氣中進(jìn)行，首先將IIOOg ニ甲基亞砜溶劑放入燒杯中，并控制溶劑溫度為85°C，之后依次將43g 3-氨丙基三甲氧基硅烷和41g氮川三こ酸加入到ニ甲基亞砜溶劑中，磁力攪拌使其混合均勻，然后將上述溶液溫度以10°C /min的升溫速率迅速升高到1050C，反應(yīng)30min后，將溶液溫度由105°C降至75°C，依次將145g聚偏氟こ烯、25g聚こ烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液溫度為75°C，磁力攪拌，使上述溶液各組分溶解和充分共混，6h后將獲得的共混鑄液置于水浴中脫泡4h，水浴溫度為55°C ;將上述共混鑄液倒在光滑的玻璃板上，用醫(yī)用刮刀制膜，然后將玻璃板迅速置于冷凝浴成膜，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為45°C ;將上述平板膜首先用蒸餾水浸泡48h，然后浸泡在濃度為O. 2mol/L的鹽酸溶液中24h，之后將膜從鹽酸溶液中取出，并用蒸餾水多次清洗直至清洗水的pH值為中性。
分別將3. 91g CuSO4 ·5Η20、4· 47g NiSO4 · 6Η20、4· 77g CoSO4 · 7Η20 溶于蒸餾水中，并定容至1L，分別配成lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液；將上述平板膜分別浸泡在上述濃度為lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后將pH值為5.8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中，將pH值為5. 3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Co2+的溶液中，將PH值為6. 6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中，醋酸-醋酸鈉緩沖溶液濃度為O. 2 mol/L,上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+離子的溶液體積與醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的體積之比為I: I ;室溫下?lián)u床振蕩浸泡24h，24h后將膜取出并用蒸餾水洗凈，制得表面分別載有Cu2+、Co2+、Ni2+的3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜，將上述平板金屬親和膜浸泡在蒸餾水中保存。實(shí)施例3
配制在空氣中進(jìn)行，首先將IIOOg ニ甲基亞砜溶劑置于燒杯中，并控制溶劑溫度為88°C，之后依次將55g 3-氨丙基三甲氧基硅烷和52g氮川三こ酸加入到ニ甲基亞砜溶劑中，磁力攪拌使其混合均勻，然后將上述溶液溫度以10°C /min的升溫速率迅速升高到1080C，反應(yīng)30min后，將溶液溫度由108°C降至78°C，依次將160g聚偏氟こ烯、28g聚こ烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液溫度為78°C，磁力攪拌，使上述溶液各組分溶解和充分共混，6h后將獲得的共混鑄液置于水浴中脫泡4. 5h，水浴溫度為58°C ;用紡絲機(jī)對(duì)上述共混鑄液進(jìn)行拉制，芯液是為體積比5%こ醇水溶液，流速為I. 2mL/min ;鑄液擠出速率為I. 3mL/min，每分鐘制得的纖維絲長(zhǎng)度為33米，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為480C ;將上述中空纖維膜首先用蒸餾水浸泡48h，之后浸泡在濃度為O. 35mol/L的鹽酸溶液中24h，然后將膜從鹽酸溶液中取出，并用蒸餾水多次清洗直至清洗水的pH值為中性。分別將3. 91g CuSO4 ·5Η20、4· 47g NiSO4 · 6Η20、4· 77g CoSO4 · 7Η20 溶于蒸餾水中，并定容至1L，分別配成lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液；將上述中空纖維膜分別浸泡在濃度為lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后將pH值為5.8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中，將pH值為5. 3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Co2+的溶液中，將PH值為6. 6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中，醋酸-醋酸鈉緩沖溶液濃度為O. 2 mol/L,上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+離子的溶液體積與醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的體積之比為I: I ;室溫下?lián)u床振蕩浸泡24h，24h后將膜取出并用蒸餾水洗凈，制得表面分別載有Cu2+、Co2+、Ni2+的3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜，將上述中空纖維金屬親和膜浸泡在蒸餾水中保存。實(shí)施例4
配制在空氣中進(jìn)行，首先將IIOOg ニ甲基亞砜溶劑置于燒杯中，并控制溶劑溫度為90°C，之后依次將66. 7g 3-氨丙基三甲氧基硅烷和62. 5g氮川三こ酸加入到ニ甲基亞砜溶劑中，磁力攪拌使其混合均勻，然后將上述溶液溫度以10°C /min的升溫速率迅速升高到110°C，反應(yīng)30min后，將溶液溫度由110°C降至80°C，依次將170g聚偏氟こ烯、30g聚こ烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液溫度為80°C，磁力攪拌，使上述溶液各組分溶解和充分共混，6h后將獲得的共混鑄液置于水浴中脫泡5h，水浴溫度為60°C ;用紡絲機(jī)對(duì)上述共混鑄液進(jìn)行拉制，芯液是為體積比5%こ醇水溶液，流速為I. 8mL/min ;鑄液擠出速率為
I.5mL/min，每分鐘制得的纖維絲長(zhǎng)度為35米，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為500C ;將上述中空纖維膜首先用蒸餾水浸泡48h，然后浸泡在濃度為O. lmol/L的鹽酸溶液中24h，之后將膜從鹽酸溶液中取出，并用蒸餾水多次清洗直至清洗水的pH值為中性。分別將3. 91g CuSO4 ·5Η20、4· 47g NiSO4 · 6Η20、4· 77g CoSO4 · 7Η20 溶于蒸餾水中，并定容至1L，分別配成lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液；將上述中空纖維膜分別浸泡在濃度為lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后將pH值為5.8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中，將pH值為5. 3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Co2+的溶液中，將PH值為6. 6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中，醋酸-醋酸鈉緩沖溶液濃度為O. 2 mol/L,上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+離子的溶液體積與醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的體積之比為I: I ;室溫下?lián)u床振蕩浸泡24h，24h后將膜取出并用蒸餾水洗凈，制得表面分別載有Cu2+、Co2+、Ni2+的3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三こ酸/聚偏氟こ烯金屬親和膜，將上述中空纖維金屬親和膜浸泡在蒸餾水中保存。權(quán)利要求
1. 一種3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜的制備方法，其特征在于 (1)共混鑄液的制備 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亞砜，它們的用量有如下質(zhì)量比例關(guān)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亞砜=3. 33 6. 67 3. 12 6. 25 13 17 2 3 :110 ； ②制備方法 a、上述各種原料的加入順序是首先加入二甲基亞砜，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、配制在空氣中進(jìn)行，首先將二甲基亞砜溶劑放入燒杯中，并控制溶劑溫度為·80°C 90°C，之后依次將3-氨丙基三甲氧基硅烷和氮川三乙酸加入到二甲基亞砜溶劑中，磁力攪拌使其混合均勻，然后將上述溶液溫度以10°C /min的升溫速率迅速升高到·IOO0C 110°C，反應(yīng)30min后，將溶液溫度由100°C 110°C降至70°C 80°C，依次將聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮加入到上述溶液中，并控制溶液溫度為70°C 80°C，磁力攪拌，使上述溶液各組分溶解和充分共混，6h后將獲得的共混鑄液置于水浴中脫泡3 5h，水浴溫度為·50 0C 60。。； (2)3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯膜的制備 ①平板膜的制備 將上述共混鑄液倒在光滑的玻璃板上，用醫(yī)用刮刀制膜，然后將玻璃板迅速置于冷凝浴成膜，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為40°C 50°C ； ②中空纖維膜的制備 用紡絲機(jī)對(duì)上述共混鑄液進(jìn)行拉制，芯液是為體積比5%乙醇水溶液，流速為·I.2^1. 8mL/min ;鑄液擠出速率為I. 3^1. 5mL/min，每分鐘制得的纖維絲長(zhǎng)度為33 35米，冷凝浴為經(jīng)微濾膜處理后的自來水，水溫為40°C 50°C ； ③將上述平板膜和中空纖維膜首先用蒸餾水浸泡48h，然后浸泡在濃度為·O.Γ0. 5mol/L的鹽酸溶液中24h，之后將膜從鹽酸溶液中取出，并用蒸餾水多次清洗直至清洗水的pH值為中性； (3)3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜的制備 ①Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液的配制分別將 3. 91g CuSO4 · 5Η20、4· 47g NiSO4 ·6Η20、4· 77g CoSO4 · 7Η20 溶于蒸餾水中，并定容至1L，配成lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+金屬離子溶液； ②3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜的制備 首先將上述平板膜和中空纖維膜分別浸泡在上述濃度為lg/L的Cu2+、Co2+、Ni2+溶液中，然后將PH值為5. 8的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Cu2+的溶液中；將pH值為·5.3的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Co2+的溶液中；將pH值為6. 6的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液加入到上述含有Ni2+的溶液中；醋酸-醋酸鈉緩沖溶液濃度為O. 2 mol/L,上述含有Cu2+、Co2+、Ni2+離子的溶液體積與醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的體積之比為1:1 ;室溫下?lián)u床振蕩浸泡24h，24h后將膜取出并用蒸餾水洗凈，制得表面分別載有Cu2+、Co2+、Ni2+的3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜，將上述平板金屬親和膜和中空 纖維金屬親和膜浸泡在蒸餾水中保存。
全文摘要
一種3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜的制備方法，主要采用3-氨丙基三甲氧基硅烷、氮川三乙酸、二甲基亞砜、聚偏氟乙烯、硫酸銅、硫酸鈷、硫酸鎳等為主要試劑，借助3-氨丙基三甲氧基硅烷和氮川三乙酸在一定溫度下發(fā)生共價(jià)鍵合反應(yīng)，應(yīng)用物理共混/相轉(zhuǎn)移技術(shù)制備3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯親和膜；通過化學(xué)螯合作用使該親和膜表面分別載有銅、鈷和鎳離子，從而制備了3-氨丙基三甲氧基硅烷-氮川三乙酸/聚偏氟乙烯金屬親和膜。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、成本低廉、制備溫度低，制備的金屬親和膜吸附性能優(yōu)良，能有效回收廢水中生物大分子物質(zhì)。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102728233SQ20121018219
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者劉峰, 宋來洲, 賀君 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)