[发明专利]一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用

说明书

一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用，它涉及一种仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有的仿生离子印迹粘附层的成本高昂的问题。方法：一、制备PVDF‑CA/CS膜；二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜；一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的用于吸附Li⁺。本发明制备的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜对锂离子具有较好的选择性吸附能力，同时具有再生性强、化学稳定性良好的特点。本发明可获得一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。

技术领域

本发明涉及一种仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用。

背景技术

锂作为一种重要的金属，对人类社会的影响巨大，近年来被广泛的应用于锂离子电池的生产当中。锂离子电池是电子产品中最为常见的可充电电池，包括手机、电脑、电动汽车等。虽然天然锂资源广泛的存在于盐湖水以及天然矿石之中，但是以目前的消耗速度来看，天然锂资源并不足以满足全球对于锂的需求。因此，快速、高效的从废旧锂离子电池中分离回收锂已经成为该领域的科研前沿。

目前常见的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方式主要包括化学法、萃取法和膜分离法。其中，膜分离法由于分离效果好，成本低廉而成为该领域的研究重点。但是膜分离法缺少对目标离子的选择性，导致了分离效率不高。近年来，通过耦合离子印迹技术和膜分离技术制备离子印迹膜，从而使膜分离技术获得了对目标离子的特异性识别作用。然而在离子印迹膜的制备过程中，很难在膜表面形成均匀的活性位点，继而使得离子印迹层发生团聚现象，降低吸附效果。这就需要寻求合适的膜改性手段，赋予膜均匀的活性位点。由于仿生多巴胺含有大量的氨基和酚羟基，很容易在膜表面形成均匀的活性位点，因此被广泛的用作离子印迹膜的界面粘附层，避免了离子印迹层发生团聚现象。但是，仿生多巴胺的价格高昂，并不利于离子印迹膜制备领域的进一步发展，限制离子印迹膜的工业化进程。因此，寻求一种成本低廉、效果良好的的界面粘附层成为解决该技术瓶颈的关键。

发明内容

本发明的目的是要解决现有的仿生离子印迹粘附层的成本高昂的问题，而提供一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用。

一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备PVDF-CA/CS膜：

①、对PVDF膜进行清洗，得到清洗后的PVDF膜；

②、将清洗后的PVDF膜浸入到NaAC溶液中，然后加入NaIO₄溶液、壳聚糖溶液和邻苯二酚溶液，再在水浴锅中搅拌反应，反应结束，将PVDF膜取出，再使用去离子水冲洗干净，烘干后得到PVDF-CA/CS膜；

二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜：

①、将LiCl和12-冠醚-4加入到乙腈中，再搅拌，得到混合溶液；

②、将PVDF-CA/CS膜浸入到混合溶液中，再加入偶氮二异丁腈、乙二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸，通入氮气，再密闭反应体系，在氮气气氛、搅拌和温度为75℃下冷凝回流，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，再使用盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li⁺，最后干燥，得到CA/CS-LIIM膜，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。

一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的用于吸附Li⁺。

本发明的原理：

一、仿生多巴胺含有大量的酚羟基和氨基，而邻苯二酚(CA)和壳聚糖(CS)可以分别提供酚羟基和氨基，从而实现了仿生多巴胺的替代作用；