[发明专利]一种具有重金属离子吸附功能的超滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有重金属离子吸附功能的超滤膜，其特征在于：所述的超滤膜包括共混膜和多胺化合物改性层，所述的共混膜与多胺化合物改性层之间以共价键相连，所述的多胺化合物选自聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺中的任意一种或任意二种以上的混合物，所述的共混膜包含聚合物和两亲共聚物，所述超滤膜中共混膜的质量百分数为85～98%，多胺化合物的质量百分数为2～15%，所述共混膜中聚合物占超滤膜的质量百分数为55～93%，两亲共聚物占超滤膜的质量百分数为5～30%。

2.如权利要求1所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜，其特征在于：所述的两亲共聚物中亲水链段的长度占两亲共聚物链段总长度的20～80%，优选的，所述的两亲共聚物中亲水链段占两亲共聚物链段总长度的30～60%。

3.如权利要求1所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜，其特征在于：所述的两亲共聚物的分子量为10000～100000，优选的，所述的两亲共聚物的分子量为15000～40000。

4.如权利要求1所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜，其特征在于：所述的构成两亲共聚物亲水链段的单体含有亲水基团羧基或酸酐，作为优选，所述的构成两亲共聚物亲水链段的单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、2-甲基-4-戊烯酸、草莓酸、马来酸酐中的任意一种。

5.如权利要求4所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜，其特征在于：所述的两亲共聚物选自聚（甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸）、聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸）、聚（甲基丙烯酸甲酯-衣康酸）、聚（甲基丙烯酸甲酯-巴豆酸）、聚（甲基丙烯酸甲酯-2-甲基-4-戊烯酸）、聚（甲基丙烯酸甲酯-草莓酸）、聚（甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐）、聚（苯乙烯-甲基丙烯酸）、聚（苯乙烯-丙烯酸）、聚（苯乙烯-衣康酸）、聚（苯乙烯-巴豆酸）、聚（苯乙烯-2-甲基-4-戊烯酸）、聚（苯乙烯-草莓酸）、聚（苯乙烯-马来酸酐）中的任意一种。

6.如权利要求1-5任一项所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜，其特征在于：所述的聚合物选自聚醚砜、聚砜、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈中的任意一种。

7.如权利要求1所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

①制膜液配制：将聚合物、两亲共聚物、孔径调节剂、溶剂在50～90℃下搅拌10～48小时后，脱气得到制膜液；

所述制膜液中，聚合物的质量百分比浓度为10～30%，两亲共聚物的质量百分比浓度为1～10%，孔径调节剂的质量百分比浓度为1～5%，溶剂的质量百分比浓度为55～88%；

所述的溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲亚砜中的任意一种；

②共混膜的制备：共混膜可制备成平板膜或者中空纤维膜：

平板膜的制备：将20～80℃的制膜液经过刮膜机浸入20～80℃的凝固浴中10～90秒，经固化得到共混膜，再用20～50℃去离子水清洗1～20小时，晾干；所述凝固浴为水或者水与N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种的混合物，所述混合物中水的质量分数为50%以上；所述凝固浴的pH值为2～12；

中空纤维膜的制备：将20～60℃的制膜液经喷丝头喷出成管状液膜，该液膜经过1～25厘米的空气间隙后进入10～50℃的凝固浴中20～120秒，经固化得到中空纤维膜，再用10～40℃去离子水浸泡清洗40～60小时，晾干；所述凝固浴为水或者水与N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种的混合物，所述混合物中水的质量分数为50%以上；所述凝固浴的pH值为2～12；

③胺化处理：将步骤②得到的晾干后的共混膜浸入20～60℃多胺化合物的水溶液中1～20小时进行胺化处理，再用20～40℃去离子水清洗1～10小时，在20～40℃干燥1～20小时；得到所述的具有重金属离子吸附功能的超滤膜；

所述的多胺化合物选自聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺中的任意一种或任意二种以上的混合物；

所述的多胺化合物的水溶液中多胺化合物的质量百分比为1～15%。