[发明专利]一种温度响应型仿生锂离子印迹复合膜的制备方法及应用

说明书

一种温度响应型仿生锂离子印迹复合膜的制备方法及应用，它涉及一种锂离子印迹复合膜的制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有仿生锂离子印迹复合膜的制备及应用过程中，酸性解吸试剂对吸附位点造成不可逆的破坏以及产生大量洗脱废水的问题。方法：一、制备PDA@PVDF膜；二、制备PDA@PVDF‑RAFT膜；三、制备PDA@PVDF‑RAFT‑PDEA膜；四、制备Li‑TSIIM。一种温度响应型仿生锂离子印迹复合膜用于吸附Li⁺。本发明所制备的温度响应型仿生锂离子印迹复合膜对锂离子具有较好的选择性吸附能力，同时具有再生性强、化学稳定性良好的特点。本发明可获得一种温度响应型仿生锂离子印迹复合膜。

技术领域

本发明涉及一种锂离子印迹复合膜的制备方法及应用。

背景技术

锂离子电池作为20世纪90年代出现的一种可充电电池，被广泛的用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式设备中。同时，在军事上、医疗上以及电动车领域逐渐普及。目前我国已经成为锂离子电池生产、消费以及出口大国。

随着锂离子电池在各行业中的普及，全球对于锂的需求呈现爆炸式增长。全球现有大概2550万吨Li资源，按目前的使用速度来计算，大概15年左右就会消耗殆尽。因此，从环境保护以及能源消耗的角度出发，从废旧的锂电池中回收资源具有重要意义。目前常用的从废旧锂离子电池中回收锂的方法主要有化学法和溶剂萃取法。但是，化学法回收锂不仅工艺复杂，而且伴随着大量的化学药品的使用，对环境影响较大；而溶剂萃取法大多采用有机溶剂作为背景溶剂，不仅价格昂贵，而且易造成火灾，安全系数不高。因此，亟需一种安全可靠、工艺简单的新型回收技术对废旧锂离子电池中的Li⁺进行选择性回收利用。

作为一种新兴的选择性分离纯化技术，仿生离子印迹膜有望在复杂的废旧锂离子电池浸出液中选择性直接分离回收Li资源。相较于目前常见的化学沉淀、溶剂萃取等方式，仿生离子印迹膜的优点在于选择性高、分离效果好、可重复利用性强，这对于废旧锂离子电池的Li资源的直接选择性回收以及解决目前世界Li资源不足具有重大意义。但是，目前仿生离子印迹膜的制备及应用过程中，必须通过酸洗来将模板离子(Li⁺)去除，这不仅会对吸附位点造成不可逆的破坏，同时还伴随着大量洗脱废水的产生。

发明内容

本发明的目的是要解决现有仿生锂离子印迹复合膜的制备及应用过程中，酸性解吸试剂对吸附位点造成不可逆的破坏以及产生大量洗脱废水的问题，而提供一种温度响应型仿生锂离子印迹复合膜的制备方法及应用。

一种温度响应型仿生锂离子印迹复合膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备PDA@PVDF膜：

首先将三羟甲基氨基甲烷溶解到去离子水中，然后调节pH呈碱性，再加入盐酸多巴胺和一片PVDF膜，最后搅拌，搅拌结束后将PVDF膜取出，使用去离子水对PVDF膜冲洗，再烘干，得到PDA@PVDF膜；

二、制备PDA@PVDF-RAFT膜：

将4-二甲氨基吡啶和三硫代碳酸酯溶解到二氯甲烷中，再加入PDA@PVDF膜，在氮气气氛保护下，加入二环己基碳二亚胺，再密封反应体系，在氮气气氛、搅拌和冰浴的条件下反应，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，最后干燥，得到PDA@PVDF-RAFT膜；

三、制备PDA@PVDF-RAFT-PDEA膜：

将PDA@PVDF-RAFT膜加入到N,N-二乙基-2-丙烯酰胺、偶氮二异丁腈和1,4二氧六环的混合液中，通入氮气，再密闭反应体系，在氮气气氛和搅拌的条件下进行反应，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，最后干燥，得到PDA@PVDF-RAFT-PDEA膜；

四、制备Li-TSIIM：