[发明专利]一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法

说明书

本发明涉及一种用N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，属于膜材料制备科学技术领域。本发明所述方法以Co(II)为模板离子，N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，通过金属离子印迹技术和膜技术相结合，制备钴(II)离子印迹复合膜Co(II)‑MICM。本发明制备得到的钴(II)离子印迹复合膜稳定性高，对钴(II)离子具有较好的特异性吸附能力和印迹效果。

技术领域

本发明涉及一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，属于膜材料制备科学技术领域。

背景技术

随着工业生产技术的发展，水污染问题日益严峻。含钴离子废水的排放是造成水污染的一个重要来源之一。去除钴离子常用的方法有电化学法、化学沉淀法、吸附法和膜分离法等。这些方法应用于处理含钴离子废水方面的研究十分的广泛，但这些处理方法均存在着一些不足，如工艺复杂、成本费用高、选择性差或易造成二次污染等问题。因此，需要寻找一种对钴离子具有高选择性的分离富集方法。

离子印迹技术（ion imprinted technology，IIT）是分子印迹技术（molecularimprintedtechnology，MIT）的重要发展方向，其以特定金属离子为模板，能与金属离子产生螯合作用的化合物为功能单体，在交联剂和引发剂的作用下形成一种离子印迹聚合物（ion-imprinted polymer，IIPs），洗脱模板离子后，其内部含有大量与目标离子在尺寸大小、结合位点等方面都高度匹配的印迹空穴。CN107573462A 制备的IIPs 对目标离子具有高效的识别选择性及亲和性，为实现目标离子的选择性分离提供了有效的途径。然而，聚合物存在研磨不均匀、颗粒大，模板离子包埋过深、难洗脱，甚至泄漏等问题。

发明内容

针对上述存在的问题及不足，本发明提供一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法。本发明以Co(II)为模板离子，N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，通过金属离子印迹技术和膜技术相结合，制备钴(II)离子印迹复合膜Co(II)-MICM。本发明制备得到的钴(II)离子印迹复合膜稳定性高，对钴(II)离子具有较好的特异性吸附能力和印迹效果。

本发明通过以下技术方案实现，具体步骤如下：

步骤（1）：将钴（II）离子完全溶解在致孔溶剂中，加入N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺，室温振荡（2～3h）混匀，加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声5～10min，形成预聚合溶液。

所述钴（II）离子、N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:(2～8):(10～50)。

步骤（2）：将基膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡3~30min，最后50~70℃反应12~24h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)-MICM。

步骤（3）：将步骤（2）得到的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM用体积比为9:1的甲醇和醋酸混合溶液洗脱模板离子，再用甲醇洗至中性，真空干燥24h得到洗脱后的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM。

本发明所述致孔剂为有机溶剂和水的混合溶液，有机溶剂和水的体积比为1:1~1:3；所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺或者异丙醇。

本发明步骤（1）中钴(II)离子和偶氮二异丁腈的摩尔比为1:(0.06～0.12)。

本发明步骤（2）中所述基膜为聚四氟乙烯微孔滤膜、聚偏氟乙烯微孔滤膜、Nylon-6微孔滤膜中的一种，为市售产品。

本发明步骤（3）中甲醇/醋酸混合溶液中，甲醇与醋酸体积比为9:1。

本发明所述钴（II）离子为市购试剂。