[发明专利]一种乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法

摘要

一种乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法，其主要是以钛酸丁酯、乙二胺四亚甲基膦酸、二甲基亚砜、聚偏氟乙烯等为主要试剂，首先使钛酸丁酯和乙二胺四亚甲基膦酸在乙醇水溶液中发生共价键合反应，制备了载有多氨基多膦酸螯合官能基团的二氧化钛‑乙二胺四亚甲基膦酸的超细粉末，之后应用物理共混/相转移技术制备出乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜。本发明具有操作简单、成本低廉的优点；制备的改性聚偏氟乙烯分离膜物理化学稳定，其载有的多氨基多膦酸螯合基团不易流失，有效实现了废水中重金属污染物的吸附去除和回收。

主权项

一种乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜的制备方法，其特征在于：(1)共混铸液的配制：①所用原料：乙二胺四亚甲基膦酸、钛酸丁酯、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、无水乙醇、去离子水和二甲基亚砜，其用量有如下质量比例关系：乙二胺四亚甲基膦酸：钛酸丁酯：聚偏氟乙烯：聚乙烯吡咯烷酮：聚乙烯醇：无水乙醇：去离子水：二甲基亚砜＝1.5～2.5：4.5～5.5：4.5～5.0：0.5：0.1～0.2：7.8：30：25；②配制方法：首先将无水乙醇和去离子水倒入容器中，室温下磁力搅拌使无水乙醇和去离子水混合均匀，配制无水乙醇与去离子水体积比为1：3的乙醇水溶液，然后将聚乙烯醇加入到上述乙醇水溶液中，并将盛有乙醇水溶液和聚乙烯醇的容器用保鲜膜密封，之后将容器中溶液的升温至80～90℃，并磁力搅拌，使聚乙烯醇溶解；待聚乙烯醇全部溶解后，将容器中的混合溶液自然冷却至室温；再向上述混合溶液中加入乙二胺四亚甲基膦酸，并用质量百分浓度为20％的氢氧化钠溶液调整混合溶液的pH为6，磁力搅拌混合溶液，使乙二胺四亚甲基膦酸完全溶解后，继续磁力搅拌30min，之后将钛酸丁酯缓慢滴加到上述混合溶液中，并磁力搅拌，得到颜色为乳白色的均一乳状混合溶液；待乳白色乳状混合溶液磁力搅拌24h后，将此乳状混合溶液离心分离，离心机转速为3000转/min，离心分离时间为10min，倾去离心试管中的上层清液，收集试管底部的超细固态粉末，将收集得到的超细固态粉末依次用无水乙醇、去离子水和二甲基亚砜溶剂分别离心清洗3次，洗净残留的乙二胺四亚甲基膦酸溶液，制得二氧化钛‑乙二胺四亚甲基膦酸超细固体粉末；将上述二氧化钛‑乙二胺四亚甲基膦酸固体粉末加入到二甲基亚砜溶剂中，磁力搅拌，控制二甲基亚砜溶剂的温度为70～80℃，并依次将聚偏氟乙烯和聚乙烯吡咯烷酮粉末加入到溶液中，在70～80℃温度下磁力搅拌6h，确保溶解的聚偏氟乙烯与二氧化钛‑乙二胺四亚甲基膦酸超细粉末混合均匀，制得乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜制备所用的共混铸液；(2)乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜的制备：①将步骤(1)制备的共混铸液倾倒在光滑的玻璃板上，并用医用刮刀刮制成厚度均匀的液态薄层，然后室温下使液态薄层在空气中自然干燥60～90s，之后将载有液态薄层的玻璃板迅速浸没在冷凝浴溶液中，使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为体积分数为5～8％的二甲基亚砜水溶液，冷凝浴溶液温度为40～50℃；②待凝胶化的薄膜从玻璃板上自动剥离后，首先将薄膜用去离子水浸泡48h，之后将其从去离子水中取出并浸泡在浓度为0.1～0.3mol/L的盐酸溶液中24h后，将其从盐酸溶液取出，并用去离子水多次浸泡清洗，直至浸泡清洗水的pH值为中性，最后将清洗干净的乙二胺四亚甲基膦酸改性聚偏氟乙烯分离膜浸泡在质量浓度为0.5～1％的过氧化氢水溶液中保存。