[发明专利]一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于是一种基于单极脉冲电沉积技术的离子印迹导电聚合物薄膜的制备方法，该方法将整个聚合体系控制在氧化氛围下，利用铁氰根离子在氧化还原状态下与过渡金属印迹离子络合力的差异，脉冲电位下原位聚合铁氰根离子掺杂的导电聚合物体系，在“脉冲关时间”过渡金属离子与聚合物中的铁氰根离子通过配位反应生成不稳定金属铁氰化物，在“脉冲开时间”已生成聚合物被氧化且配位过渡金属离子被排出聚合物留下印迹空穴，离子印迹过程中铁氰根离子被固定于聚合物中，并通过高频单极脉冲引发电势震荡而使印迹离子从聚合物中原位脱除，从而获得具有电控阳离子交换功能的离子印迹聚合物薄膜，用于重金属离子的高效选择性分离，用于对水中重金属离子进行选择性脱除或对水中稀土离子进行富集和回收，其具体工艺步骤为：

(1) 将制备聚合物的单体溶于水中配制成浓度为0.01 ~ 0.1 mol/L的水相溶液A；

(2) 将电解质溶于水中配制成电解质浓度为0.1 ~ 1.0 mol/L的水相溶液B；

(3) 将无机酸溶液溶于水中配制成氢离子浓度为0.1 ~ 1.0 mol/L的水相溶液C；

(4) 将含印迹离子盐溶于水中配制成电解质浓度为0.01 ~ 0.1 mol/L的水相溶液D；

(5) 将铁氰化钾溶于水中配制成电解质浓度为0.01 ~ 0.1 mol/L的水相溶液E；

(6) 将上述步骤(1)、(2)、(3)、(4) 和 (5) 配制成的水相溶液A、B、C、D和E五种溶液等体积混合于反应器中；

(7) 采用三电极体系，其中导电基体作为工作电极，惰性电极作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，在导电基体上通过单极脉冲电聚合法，控制聚合反应体系温度为5 ~20 ℃；设置脉冲电位为0.5 ~ 1.0 V；脉冲通断时间比为：5 ~ 100 ms/ 50 ~ 1000 ms；脉冲次数为1000 ~ 30000次，获得聚合物膜电极；

(8) 将上述步骤(7)获得的离子印迹聚合物复合膜电极取出由蒸馏水冲洗，常温干燥，即制得聚合物膜电极材料。

2.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的聚合物是聚吡咯、聚苯胺和聚乙烯二氧噻吩中的一种，对应的单体为吡咯、苯胺和乙烯二氧噻吩中的一种。

3.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的脉冲通断时间比进一步设置为：10~ 50 ms/ 100 ~ 500 ms。

4.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的脉冲次数进一步设置为5000 ~ 20000次。

5.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的电解质是含钾或钠离子的氯化盐、硫酸盐、硝酸盐和高氯酸盐中的一种。

6.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的无机酸溶液是氢离子浓度为0.1 ~ 1.0 mol/L的盐酸、硫酸、硝酸和高氯酸中的一种。

7.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的印迹离子是镍、铜、镉、钴和钇过渡金属离子中的一种。

8.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的导电基体是工作电极，所述的惰性电极是对电极，所述的饱和甘汞电极是参比电极。

9.按照权利要求1所述一种离子印迹聚合物薄膜的制备方法，其特征在于所述的单极脉冲电沉积技术是在“脉冲开时间”施加一恒定的聚合电位，“脉冲关时间”控制电流为零，而电极电位则自动保持为开路电位。