[發明專利]一種過濾剛果紅時具有電場敏感性的復合分離膜

有效

• 申請號: 202110365101.9
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113209842B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 林紅軍;申利國
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/06;B01D71/02;B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44;C02F101/30
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發明涉及一種過濾剛果紅時具有電場敏感性的復合分離膜，通過將聚醚砜膜浸入多巴胺溶液中，控制溫度并進行震蕩，得到多巴胺涂覆的聚醚砜膜；將所述多巴胺涂覆的聚醚砜膜浸入銀離子溶液，得到吸附銀離子的聚醚砜膜；將所述吸附銀離子的聚醚砜膜浸入鈷還原性溶液中，即制備得到PES?Co復合分離膜。該復合分離膜對剛果紅的截留率具有電場敏感性，隨著電場強度增強，截留效率增強，在0?20V的范圍內即具有較大的動態變化范圍，適合于選擇性分離，而且具有操作簡單、成本低、易于實現工業化應用的優點，在印染廢水處理方面具有重要意義。

技術領域

本發明涉及聚合物分離膜表面改性技術領域，具體涉及一種過濾剛果紅時具有電場敏感性的PES-Co復合分離膜。

背景技術

水資源匱乏和水污染問題引起了越來越多全球性的關注。膜技術作為一門嶄新的跨學科實用化技術，近年來在污水資源化利用方面也漸露頭角。使用膜分離技術可以去除水中的懸浮物、細菌、有毒金屬物質和有機物，改善水質。與傳統分離技術相比，膜技術具有高效、節能、環境友好、過程容易控制、操作方便、易與其他技術集成等優點。因此，膜法水處理技術被譽為“二十一世紀的水處理技術”。

受膜技術的吸引，研究者開展了各種的膜技術的研發。其中，研發具有特殊功能性的分離膜是當前一個熱點。近年來，隨著智能高分子聚合物的研究，人們開始關注對外界環境條件變化具有敏感反應與自我調節的功能膜。例如，具有pH值敏感性的分離膜。四川大學研究人員在聚合物膜上接枝小分子單體方面做了深入研究。例如，在接枝丙烯酸類的單體后，聚合物膜表現出了pH敏感性，pH由11.3變化到2.3后，其通量增加了近10倍(Qian etal.2009)。這是由于丙烯酸類鏈的溶脹會受到pH的影響，在高pH時，分子鏈的溶脹作用會導致膜孔減小，在低pH時，分子鏈的收縮作用導師膜孔增大。Iwata等通過等離子技術在聚醚砜(PES)膜上接枝親水性單體。接枝鏈表現出顯著的pH敏感性，pH由5.2變化到1.4后，接枝膜的過濾速率提高了近10倍(Iwata and Matsuda1988)。另外，褚良銀等開發了對熱(溫度)具有敏感性的分離膜。其將具有熱敏感性的膠束和膜結合，制備的膜表現出了熱敏感性(Chu et al.2001,Xie et al.2007)。

對環境敏感性的膜在精準分離、藥物控制釋放等方面具有極大的應用潛力。當前的研究集中在pH敏感性膜和熱敏感性膜方面，在取得了積極的效果的同時也存在著一些問題。例如，調節pH條件變化需要大量化學試劑，物質成本和時間成本高。并且pH范圍有限制，對材料的穩定性有破壞。溫度條件變化需要大量能量消耗和時間成本，溫度調節范圍有限。相對而言，電場調節可以在瞬間完成，并且具有對材料的穩定性要求低和成本低的優勢。然而，目前尚沒有關于電場敏感性的膜的公開報道。因此，研發具有電場敏感性的分離膜具有重要的應用價值和學術意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚合物分離膜的改性方法，且改性后的膜在過濾剛果紅時，截留率具有電場敏感性。

為此，第一方面，本發明提供一種過濾剛果紅時具有電場敏感性的復合分離膜的制備方法，其包括以下步驟：

將聚醚砜(PES)膜浸入多巴胺溶液中，控制溫度并進行震蕩，得到多巴胺涂覆的聚醚砜膜；將所述多巴胺涂覆的聚醚砜膜浸入銀離子溶液，得到吸附銀離子的聚醚砜膜；將所述吸附銀離子的聚醚砜膜浸入鈷(Co)還原性溶液中，即制備得到所述復合分離膜；所述鈷還原性溶液包括鈷鹽和還原劑。

進一步，所述鈷還原性溶液包括硫酸鈷、焦磷酸鈉、二甲胺基甲硼烷和氨水。

進一步，所述鈷還原性溶液包括：硫酸鈷20-30g/L，焦磷酸鈉45-55g/L，二甲胺基甲硼烷1-2g/L，氨10-15g/L。

進一步，所述多巴胺溶液的濃度為1-3g/L，例如1g/L、2g/L、3g/L等。

進一步，所述震蕩的時間為20-28h。

進一步，所述控制溫度為25-35℃。