[发明专利]一种高强度的印迹复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高强度的印迹复合膜及其制备方法和应用，属于重金属吸附领域。包括如下步骤：将的硝酸铜加入改性壳聚糖溶液，超声形成均匀，得到第一反应溶液；然后将纳米纤维素胶体加入第一反应溶液，并加入交联剂，并升温至70～85℃，反应得到纳米纤维素‑改性壳聚糖的印迹复合材料溶液；将反应后的纳米纤维素‑改性壳聚糖的印迹复合材料溶液的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，干燥成膜；最后将膜放置在索氏提取器中，用洗脱液浸泡洗脱，直至其洗脱液中检测不出铜离子。本发明中的印迹复合膜具有高强度的机械强度，可以重复利用，而且对电镀废水中铜离子具有较强的选择性、吸附能力。

技术领域

本发明属于重金属吸附领域，尤其是一种高强度的印迹复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

壳聚糖是天然的阳离子多糖，其生物量巨大，是几丁质的脱乙酰基产物，因此大分子壳聚糖具有活性羟基和氨基，具有很强的化学反应能力。壳聚糖具有独特的理化特性，例如吸附、成膜、纤维结构、吸湿和保水。壳聚糖作为一种资源利用，具有原料丰富、再生快、环境良好、生物相容性强等优点，对水污染的治理，特别是对水中重金属离子的吸附和吸附具有重要意义。

为了进一步提高壳聚糖对目标离子的吸附能力，许多学者已经注意到离子印迹对水溶液中Cu(Ⅱ)的吸附。离子印迹的特征在于，聚合物具有特定的离子识别位点，可以直接与目标离子互补，实现针对性吸附。现有的大多数印迹离子的方法都是制备微球或壳聚糖粉末。这些形式的印迹位点的有限可达性极大地限制了吸附选择性和吸附能力，也限制了其在工业中的应用。

其中，膜结构由分子通过化学键之间的相互作用自发地吸附在固液界面形成，从而形成了热力学稳定的自组装有序膜自组装膜技术作为一种新的材料表面改性方法，与其他方法相比，具有分子选择范围广，制备方法简单可行，制备条件温和以及可以选择各种模板材料的优点。但是在重复使用过程，现有的壳聚糖复合膜经常会出现开裂、甚至变成碎末的情况，影响大规模工业分离应用。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种高强度的印迹复合膜及其制备方法和应用，以解决背景技术所涉及的问题。

第一方面，本发明提供一种高强度的印迹复合膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、取30～40mg的改性壳聚糖分散到50ml质量分数为1％的醋酸溶液，得到0.5～1.0wt％的改性壳聚糖溶液；

步骤2、取3～5mg纳米纤维素晶体溶解于5ml去离子水中，得到0.5～1.0wt％纳米纤维素胶体；

步骤3、将8～12mg的硝酸铜加入改性壳聚糖溶液，超声形成均匀，得到第一反应溶液；

步骤4、将纳米纤维素胶体加入第一反应溶液，并加热至30～45℃，加入交联剂，并升温至70～85℃，继续搅拌30～60min，得到纳米纤维素-改性壳聚糖的印迹复合材料溶液；

步骤5、将反应后的纳米纤维素-改性壳聚糖的印迹复合材料溶液的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，放入烘箱以50℃干燥8h成膜；

步骤6、最后将膜放置在索氏提取器中，用洗脱液浸泡洗脱，直至其洗脱液中检测不出铜离子。

优选地或可选地，所述改性壳聚糖为羟甲基黄原酸壳聚糖。

优选地或可选地，所述羟甲基黄原酸壳聚糖的制备方法包括如下步骤：

步骤11、壳聚糖的羧甲基化：将10～15g氢氧化钠加入20ml异丙醇和80ml去离子水的混合溶液中，然后加入8～10g壳聚糖，室温碱化1h，然后将12～16g氯乙酸的异丙醇溶液分多次加入碱液中，然后升温至45～60℃，反应4h，

步骤12、水洗：反应完毕后，用醋酸调节溶液的pH至7～9，加入乙醇进行沉淀、抽滤，然后用无水乙醇洗涤多次，得到羧甲基化的壳聚糖晶体；