[发明专利]一种选择性分离金属离子的中空纤维膜组件的制备方法

摘要

本发明公开了一种选择性分离金属离子的中空纤维膜组件的制备方法，通过动态循环方式使反应液中的模板离子、引发剂、反应单体、交联剂等各成分吸附于中空纤维多孔膜组件中基膜的膜丝表面，再通过加热引发功能单体和交联剂在基膜表面修饰聚合，将模板离子洗脱后即制得可选择性分离金属离子的中空纤维膜组件。本发明可通过控制模板离子、引发剂、反应单体、交联剂等反应溶液成分的流向，有针对性的对中空纤维膜组件的内表面、外表面及膜孔进行离子印迹修饰，大大提高了工作效率，操作简便、制备成本低，所需设备简单，适用于工业化规模应用。所制备的膜组件对金属离子分离的选择性强，在对含重金属离子的废水处理领域中应用前景广阔。

主权项

1.一种选择性分离金属离子的中空纤维膜组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)中空纤维膜组件的预处理：将中空纤维膜组件(8)连接到离子印迹修饰所使用的装置中，在持续搅拌下通过该装置将引发剂的乙醇、甲醇、乙腈、N,N‑二甲基甲酰胺或二甲基亚砜溶液，输送到中空纤维膜组件(8)中，控制引发剂溶液的流速为1～50mL/min，控制引发剂溶液在中空纤维膜组件(8)中的具体流动方向，动态循环一定时间，用引发剂对中空纤维膜组件进行预处理；2)金属离子印迹中空纤维膜组件的制备：将模板离子金属盐与一定量的功能单体混合，再加入交联剂、溶剂以及引发剂充分搅拌混合均匀，得到反应溶液，模板离子金属盐、功能单体以及交联剂按摩尔比为1:(2～8)：(2～50)的比值分别称取；在持续搅拌下通过该装置将反应溶液输送到预处理后的中空纤维膜组件(8)中，控制反应溶液的流速为1～50mL/min，向中空纤维膜组件(8)中通入氮气10～30min，在氮气保护下于45～65℃保温反应10～50小时，得到未脱除模板离子的金属离子印迹中空纤维膜组件；3)模板离子的脱除：上述制得的未脱除模板离子的金属离子印迹中空纤维膜组件，先用体积浓度为5～20％的醋酸、盐酸、硫酸或EDTA溶液将其循环洗涤6～12小时，洗脱模板离子，再用去离子水将其循环洗涤至中性，在50～80℃的温度下干燥后，即可得到选择性分离金属离子的中空纤维膜组件；步骤1)中所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种，引发剂溶液的浓度为0.005～0.1g/mL，引发剂溶液在中空纤维膜组件中的动态循环时间为1～6小时；步骤1)中所述中空纤维膜组件(8)的制备方法为：取市售的商品中空纤维聚合物微孔滤膜为基膜，先用乙醇浸泡4～12小时，再用去离子水清洗2～5次，然后置于50～80℃烘箱中，干燥后封装成中空纤维膜组件(8)；所述离子印迹修饰所使用的装置包括：带有搅拌机构的储液罐(1)，液体输送泵(4)，其进液口通过管路与储液罐(1)的出液口连接，其出液口通过管路与第一三通控制阀(7)的左进口连接，第一三通控制阀(7)的右出口和下出口与中空纤维膜组件(8)连接，第一三通控制阀(7)的左进口还通过管路与氮气瓶(11)连接，第二三通控制阀(9)，其右出口与储液罐(1)的进液口连接，其左进口和下进口与中空纤维膜组件(8)连接，加热槽(13)，用于容纳中空纤维膜组件(8)并对其加热。