[发明专利]一种基于亚铜离子固定载体促进传递杂化膜的制备及应用

摘要

本发明公开了一种基于亚铜离子固定载体促进传递杂化膜的制备，以三聚氰胺为原料，利用热剥离和液相剥离相结合的方法制备出石墨相氮化碳纳米片；通过多巴胺自聚反应在纳米片上包覆多巴胺，多巴胺与金属离子通过化学吸附形成金属的螯合纳米片；将纳米片与聚四亚甲基醚‑聚十二内酰胺通过物理共混得到铸膜液，旋涂干燥得到所述的杂化膜。本发明利用石墨相氮化碳纳米片二维、超薄的特点，可提供更多的金属离子负载位点，可有效降低分离层厚度，亚铁离子的存在可以维持亚铜离子稳定的存在，加快噻吩在膜内的传递速度，同时提高膜的渗透性和选择性。将该杂化膜用于模拟汽油脱硫，具有优异的渗透通量和富集因子。

主权项

1.一种基于亚铜离子固定载体促进传递杂化膜的制备方法，其特征在于，以聚四亚甲基醚‑聚十二内酰胺、石墨相氮化碳、多巴胺和亚铜、亚铁离子为原料，杂化膜的膜厚为1‑3μm，并按照以下步骤制备：步骤一、将三聚氰胺置于坩埚中，放入马弗炉于500～600℃焙烧3～5小时获得黄色粉末，其中的升降温速率均控制在2～5℃/min；获得的黄色粉末研磨后，放入马弗炉于500℃下焙烧1～3小时获得淡黄色的石墨相氮化碳粉末，其中的升降温速率均控制在3～7℃/min；步骤二、获得的石墨相氮化碳粉末分散到去离子水中，制成质量体积浓度为0.6‑2mg/ml的分散液A，超声处理6‑10小时后，取上清液，配制成质量体积浓度为0.3‑0.8mg/ml的分散液B；取适当的三羟甲基氨基甲烷加入到分散液B中配制成20mM的溶液A，用盐酸调节该溶液A的pH值为8.0‑9.0，搅拌均匀，加入与氮化碳等质量的多巴胺盐酸盐，搅拌均匀，形成溶液B；在50‑70℃水浴下搅拌溶液B 10‑14小时后离心获取沉淀，并用去离子水洗涤，得到氮化碳‑聚多巴胺纳米片，烘干后备用；步骤三、取适当烘干后的氮化碳‑聚多巴胺纳米片分散到去离子水中，配制成质量体积浓度为0.2‑0.4mg/mL的分散液C，超声处理1‑2小时后，加入盐酸配制成1.5‑2.5mol/L的盐酸溶液后搅拌均匀，加入氯化亚铜和氯化亚铁于50℃水浴搅拌10‑14小时，其中，氯化亚铜与氯化亚铁的摩尔比为1：1，氯化亚铜与氮化碳‑聚多巴胺纳米片的质量比为1：1；离心获取沉淀，用去离子水洗涤，置于真空烘箱内40℃干燥获得亚铜、亚铁离子螯合氮化碳‑聚多巴胺纳米片；步骤四、70℃下，以质量比1:19将聚四亚甲基醚‑聚十二内酰胺溶解在正丁醇中形成均匀的溶液C；将步骤三得到的亚铜、亚铁离子螯合氮化碳‑聚多巴胺纳米片加入到所述溶液C中，其中，聚四亚甲基醚‑聚十二内酰胺和氮化碳‑聚多巴胺纳米片的质量比为1：(0.01～0.07)，搅拌2‑6小时，超声，分散均匀，得到铸膜液；步骤五、将步骤四得到的铸膜液旋涂至多孔的高分子超滤膜表面，依次在30℃下干燥12小时、60℃烘箱中干燥24小时，得到基于亚铜离子固定载体促进传递杂化膜。