[发明专利]一种改性纤维素滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性纤维素滤膜及其制备方法，用2‑溴异丁酰溴与纤维素薄膜反应，得到纤维素基大分子引发剂；将纤维素基大分子引发剂在溴化亚铜和N,N,N',N,'N”‑五甲基二亚乙基三胺作用下，与阴离子单体进行ATRP聚合，得到改性纤维素滤膜。改性纤维素滤膜具有吸附过滤重金属离子性能，具有极强的稳定性，能够反复使用，可用于电镀、冶金、造纸、印染等工业污水处理。

【技术领域】

本发明具体涉及一种改性纤维素滤膜及其制备方法。

【背景技术】

随着国内外各行各业生产规模的扩大，用水量和废水量增多，对环境影响很大，污水处理成为诸多企业的难题。特别是电镀、冶金、染整等工厂，生产所排出的废水含有很多重金属污染物，给环境及人类健康带来了很大的影响。治理重金属离子废水的过程麻烦、费用高昂，而且传统采用絮凝沉淀的方法效果不佳，且容易造成二次污染。因此，开发出可重复利用的具有吸附重金属离子性能的薄膜，具有重要的现实意义。

纤维素作为自然界中最为丰富的天然高分子材料，其具有来源广泛、价格低廉、生物相容性好、力学性能好等优点。因此可通过适当的化学或物理方法进行功能化改性，制备出纤维素基功能材料。(Y.Habibi.Chem.Soc.Rev.2014,43,1519-1542)

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)是一种应用较为广泛的水溶性磺酸型阴离子单体，其具有一个不饱和双键，可均聚或共聚形成阴离子型聚合物，其与阳离子物质具有较强的静电相互作用，从而有效吸附重金属离子物质。(Matthew G.Kellum.；Adam E.Smith.；Stacey Kirkland York.et al.Macromoleculars.2010,43,7033–7040)同时，其具有负电荷的密度值大、效率高且安全、相对分子质量容易掌控等优点。但是其易溶于水，极易随水流失，造成无法重复利用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种改性纤维素滤膜的制备方法。

本发明是这样实现的：一种改性纤维素滤膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纤维素薄膜浸入二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯或二甲苯中，滴加吡啶及2-溴异丁酰溴，反应得到纤维素基大分子引发剂；其中，物质的量比吡啶：2-溴异丁酰溴：纤维素薄膜＝0.3-3：0.3-3：1；

(2)将纤维素基大分子引发剂置于水溶液中，加入催化剂溴化亚铜、配体N,N,N',N,'N″-五甲基二亚乙基三胺和阴离子单体，进行除氧操作，然后在50℃下反应24h，清洗干燥后，得到改性纤维素滤膜；其中，溴化亚铜与纤维素薄膜的物质的量比为0.05-1：1；N,N,N',N,'N″-五甲基二亚乙基三胺与溴化亚铜的物质的量比0.8-2：1。

优选地，所述(2)中，阴离子单体与纤维素薄膜的物质的量比为0.5-10：1。

优选地，所述阴离子单体与纤维素薄膜的物质的量比为2.0-8：1。

优选地，所述阴离子单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

优选地，所述改性纤维素滤膜的厚度为0.1-1000μm。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种改性纤维素滤膜。

本发明是这样实现的：一种改性纤维素滤膜，其分子结构式如：

其中，n＝5～40。

优选地，所述改性纤维素滤膜的厚度为0.1-1000μm。

本发明的优点在于：利用纤维素薄膜作为基体，采用阴离子单体将其进行界面接枝改性，赋予纤维素薄膜具有吸附过滤重金属离子的性能，可用于电镀、冶金、造纸、印染等工业污水处理。

【附图说明】