[發明專利]一種溫度響應型銪離子印跡復合膜的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710138265.1
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106881069B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王良;盧健;姜大雨;閆永勝;秦瑩瑩
• 申請（專利權）人: 吉林師范大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C08F222/14;C08F220/56;C08F220/54;C08J7/14;C08J7/12
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 石岱

本發明公開了一種溫度響應型銪離子印跡復合膜的制備方法，屬環境功能材料制備技術領域。特指以再生纖維素膜為支撐膜，氧化石墨烯和改性二氧化硅納米球為制膜材料，銪離子為模板，丙烯酰胺為功能單體，N?異丙基丙烯酰胺為溫敏型功能單體，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯劑，偶氮二異丁腈為引發劑，在支撐膜表面制備復合膜，采用兩步溫度聚合的方法，制備溫度響應型銪離子印跡復合膜。靜態吸附實驗和選擇性滲透實驗用來研究所制備的溫度響應型銪離子印記復合膜的吸附平衡、吸附動力學和選擇性識別及分離銪離子的性能。結果表明利用本發明制備的溫度響應型銪離子印跡復合膜在35℃條件下對銪離子具有較高的特異性吸附能力和優異的銪離子識別分離性能。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，具體的說涉及一種用于選擇性識別及分離混合體系中銪離子的溫度響應型銪離子印跡復合膜的制備方法和應用。

背景技術

由自然界中天然受體獲得靈感發展而來的離子印跡技術（IIT）模擬自然界中分子識別作用（如抗原與抗體、底物與酶等），以目標離子為模板，選用能夠與模板離子產生相互作用的功能單體，并結合交聯劑在模板離子周圍發生聚合反應，形成空間聚合物網絡，利用物理化學方法洗脫模板離子，留下與該離子尺寸、形狀等相符合的空間空穴，從而制備出對該種離子具有特異性識別及選擇性吸附能力的高分子印跡聚合物。IIT屬于分子印跡技術的一類分枝，由于其具有選擇性高、穩定性強、適用范圍廣、操作簡便等優點，自IIT提出以來，便受到材料學、生物學及化學等領域工作者的廣泛關注。但傳統IIT仍存在活性位點包埋深、傳質效率低、吸附及洗脫動力學性能差等缺點，為了解決上述缺點，基于表面離子印跡技術在材料表面建立識別位點，使得洗脫及吸附過程更加有利。

離子印跡技術是近幾年在分子印跡技術基礎上發展起來的一項技術。離子印跡聚合物的制備方法主要包括本體聚合、沉淀聚合、原位聚合、溶膠-凝膠法和表面印跡法等。離子印跡創立之初最常用的方法是溶液聚合法，通過熱引發、光引發聚合包含模板離子、功能單體和交聯劑等的預聚合溶液，獲得塊狀聚合物,通過研磨、篩分、洗滌等步驟得到對模板分子具有記憶識別性能的分子印跡聚合物，然而研磨等后續過程由于易導致聚合物結合位點的損壞，且具有操作費時費力、聚合物粒度分布較寬、粒子形態不規整等缺點，從而影響離子印跡的效果。將IIT與膜分離技術（MST）結合所制備的離子印跡聚合膜（IIM）為解決上述問題提供了新的思路。IIM兼具IIT與MST的優點，利用IIM進行的分離過程一方面使得操作更加容易，易于放大，能耗低，能量利用率高； 另一方面，IIM很好地解決了目前商售膜材料無法實現對單一組分進行選擇性分離的缺點。此外，與傳統的印跡微球、塊狀印跡聚合物等材料相比，IIM具有性質穩定，制備過程簡單、適用范圍廣、形態規整等優點，是一種十分具有工業應用前景的分離材料。目前，隨著膜分離技術發展迅速，IIM已廣泛用于化工、食品、醫藥等眾多領域中。

銪元素（Europium）是稀土元素中密度最小、最軟、最易揮發及最活潑的元素，其在地殼中的含量僅為0.000106%，因此銪元素也是稀土元素中最珍貴的一種。由于銪元素具有良好的熒光特性及吸收中子的能力，因而廣泛應用于制造業、醫藥業、電子工業、分析科學及生命科學等領域中，而自然界中的銪主要以化合物的形式與其他稀土元素伴生存在于獨居石和氟碳鈰礦中，因此分離提純混合物中的銪元素對銪的應用具有十分重要的意義。由于銪元素與伴生元素之間原子結構相似、離子半徑相近、在自然界密切共生，因此從共生元素中分離銪元素十分困難。目前常用的稀土分離方法主要為溶劑萃取法、離子交換法、吸附分離法等，而采用離子印跡復合膜分離提純銪離子的方法卻少有報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于選擇性識別及分離混合體系中銪離子的溫度響應型銪離子印跡復合膜的制備方法，該方法以再生纖維素膜為支撐，通過抽濾法在再生纖維素膜表面制備氧化石墨烯復合膜，在氧化石墨烯復合膜表面枝接高效穩定的預聚合印跡體系，通過可逆加成斷裂鏈轉移(RAFT)聚合過程制備了對混合體系中銪離子具有高效選擇性識別及分離能力的溫度響應型銪離子印跡復合膜材料。