[發明專利]一種聚合物吸附劑/醋酸纖維素復合膜材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710092332.0
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106823851B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 許宜平;高小中;馬梅;王子健
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01D71/16
• 分類號: B01D71/16;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;G01N1/40;C02F1/44;C02F101/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種聚合物吸附劑/醋酸纖維素復合膜材料及其制備方法與應用。所述復合膜材料的制備方法包括如下步驟：將聚合物吸附劑和醋酸纖維素類高分子溶解于溶劑中得到鑄膜液；將所述鑄膜液成膜即得所述復合膜材料。本發明復合膜材料能夠用于富集和被動收集水體中疏水性有機污染物和親水性有機污染物；所述疏水性有機污染物或所述親水性有機污染物的logK_ow位于1.49～9.47之間，K_ow表示辛醇?水分配系數，如有機磷酸酯阻燃劑、酚類、雌激素、有機磷農藥和三嗪類農藥等有機化合物。本發明復合膜材料中的聚合物吸附劑對于水環境中微量污染物(通常是納克每升級別)的被動采集尤其重要，其能富集污染的濃度倍數達10³～10⁶，極大地降低了污染物的檢測限。

技術領域

本發明涉及一種聚合物吸附劑/醋酸纖維素復合膜材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著社會環境工業化的加劇，無論是天然水環境還是人工水環境都存在著大量的有毒有害有機污染物。這些污染物的來源很廣泛，包括工業排放、農藥使用、化石燃料燃燒和生活來源釋放等。水體中微量有機污染物的暴露和環境風險研究一直是近年來環境研究的熱點，隨之而來的是對它們的采集和檢測技術的興起。過去的20年間，水體中有機污染物的被動式采樣(Passive sampling)技術也得到了迅猛發展。被動式采樣技術具有能降低污染物檢測限、測量時間加權平均濃度(Time weighted average concentration,TWAconcentration)、經濟高效等優點。多種被動式采樣器(Passive sampling devices，PSDs)被開發以用于監測水體中痕量的有毒有害污染物。根據污染物的親水性和疏水性不同，不同被動式采樣器采集的目標污染物的類型也不同，如半透膜被動式采樣器(semi-permeable membrane devices，SPMDs)、低密度聚乙烯膜(low density polyethylene，LDPE)、硅膠采樣器(Silicon Rubber)和聚甲醛(polyoxymethylene，POM)是針對疏水性有機污染物(log K_ow>3)；極性有機物整合采樣器(Polar organic chemical integrativesamplers，POCIS)是針對親水性有機污染物(log K_ow<4)；化學捕集采樣器(Chemcatcher)和固相微萃取技術(Solid phase microextraction，SPME)、根據吸附劑的選擇不同可以分別對極性或者非極性有機物進行采集。沒有一項單獨的采樣器能同時針對親水和疏水性的化合物進行采集。然而，水體中有機污染的種類多樣且極性范圍寬泛，除了普遍偏疏水性的POPs和普遍偏極性的藥物，某些類別化合物如酚類、有機磷酸酯阻燃劑類、雌激素類具有寬范圍的log K_ow。另一方面，目前被動采樣器均面臨著采樣周期長的問題，某些高性能的被動采樣器如SPMDs和POCIS還面臨著制作費用昂貴的問題。

針對以上問題，有必要開發新型的被動式采樣器或復合膜，能同時針對疏水性和親水性的物質進行被動采集。用天然或者人工合成的高分子薄膜，以外界能量或者化學位差為推動力，對雙組份或者多組分的溶質與溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法，統稱為膜分離法。合成膜可以分為有機(聚合物)膜和無機膜，其中最重要的膜材料是有機物，即聚合物或者大分子。選擇何種聚合物作為膜材料并不是隨意的，而要根據其特定的結構和性質。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚合物吸附劑/醋酸纖維素復合膜材料及其制備方法與應用，本發明復合膜材料解決了現有富集水體痕量有機污染物的被動式采樣器不能同時富集疏水性和親水性污染物的缺陷，以及目前已有被動式采樣器的平衡周期長、制作成本高等缺陷。

本發明所提供的聚合物吸附劑/醋酸纖維素復合膜材料的制備方法，包括如下步驟：

將聚合物吸附劑和醋酸纖維素類高分子溶解于溶劑中得到鑄膜液；將所述鑄膜液成膜即得所述復合膜材料。