[发明专利]一种双模板导向离子印迹介孔双层膜的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及印迹介孔膜的制备，尤其涉及一种双模板导向离子印迹介孔双层膜制备方法及实现从NdFeB磁体中同时选择性吸附分离稀土钕和镝元素的应用，属材料制备技术和分离技术领域。目前，永磁体NdFeB中回收稀土元素过于单一，无法同时回收多种稀土元素，本发明基于双模板导向离子印迹技术，以CNCs为结构导向模板，金属离子为印迹模板，制备出双模板导向离子印迹介孔双层膜(IIBFs)，蒸发诱导自组装(EISA)，保证底膜在顶膜制备过程的完整和稳定性，原子转移自由基聚合法(ATRP)嫁接温敏单体到IIBFs顶层的表面，实现钕和镝元素的分离吸附。该材料具有高吸附容量和高选择性双吸附的优点，快速键合和良好的重复性保证了工业应用上的巨大潜力。

主权项

1.一种双模板导向离子印迹介孔双层膜制备方法，其特征在于：(1)首先，CPTES和碘化钠加入到丙酮中，氮气保护的条件下反应48h，避光回流冷凝。然后移除丙酮，随之加入正己烷。反应混合液持续搅拌30分钟，接着在氮气环境下抽滤移除沉淀物。得到黄色的液体(Et3O)3Si(CH2)3I。接着，钾加入到干燥tBuOH中。在钾溶解后，加入乙酰丙酮。在50℃状态下搅拌30分钟，黄色液体(Et3O)3Si(CH2)3I加入混合液并回流反应20小时。溶剂通过真空移除，加入正己烷，悬浊液搅拌10分钟。然后浊液氮气环境下过滤。滤液通过蒸馏处理得到产品乙酰丙酮硅烷(CPTES‑ACAC硅烷)。(2)底层IMFs的制备：将CNCs悬浊液(pH＝2.4)超声10分钟，葡萄糖和Nd(NO3)3加入到CNCs悬浊液中，混合液25℃下搅拌1小时，硅酸四乙酯(TEOS)和亚氨基二乙酸硅烷(GLYMO‑IDA硅烷)加入到溶液中。在60℃搅拌反应2小时后，形成均匀混合液。此混合液转入到聚苯乙烯的盘子中室温干燥6‑8小时。(3)顶层IMFs的制备：仅仅使用Dy3+模板代替Nd3+模板，功能单体选用CPTES‑ACAC硅烷。形成的均相混合液迅速铺展到下层膜上。大约2天的室温干燥，获得双模板导向离子印迹双层复合膜。同时移除CNCs，Nd3+和Dy3+模板后，用大量的去离子水清洗，并烘干。最终获得的表面未改性的双模板导向离子印迹介孔双层膜记作p‑IIBFs。(4)制备非印迹介孔双层膜(NIIBFs)的方法与IMBFs的过程是相同的，只是反应过程中不加入钕和镝模板。