一种吸附重金属的尼龙膜制备方法技术

本发明专利技术提供了一种吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，包括将尼龙膜置酸化再与活化剂进行活化之后，与二亚乙基三胺溶液反应，反应结束后冲洗至中性，烘干后得到改性的尼龙膜。所述方法为利用水解和活化增加膜表面的活性位点，提高其吸附重金属的能力。该方法制备的吸附重金属的改性尼龙膜，所述重金属包括Cu2+、Cd2+和Pb2+的一种或几种，对Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附量均显著高于未改性的原膜。在Cu2+、Cd2+和Pb2+混合的二元混合溶液吸附实验中，对Cu2+和Pb2+具有较高的吸附能力和选择吸附性，并且具有很好的可重复利用性和再生性能。 1

A method for the preparation of nylon membrane for heavy metals

The invention provides a preparation method of modified nylon membrane for adsorbing heavy metals, which includes the reaction of nylon membrane with activator and two subethyl three amine solution. After the reaction, the nylon film is washed to neutral and the modified nylon membrane is obtained after drying. The method is to increase the adsorption capacity of heavy metals by increasing the active sites on the surface of the membrane by hydrolysis and activation. The modified nylon membrane was prepared by this method. The heavy metals included one or more kinds of Cu2+, Cd2+ and Pb2+. The adsorption of Cu2+, Cd2+ and Pb2+ was significantly higher than that of the unmodified original film. In the two - element mixed solution adsorption experiments of Cu2+, Cd2+ and Pb2+, Cu2+ and Pb2+ have high adsorption capacity and selective adsorption, and have good reproducibility and regeneration performance. One

【技术实现步骤摘要】
一种吸附重金属的尼龙膜制备方法
本专利技术属于尼龙膜领域，具体涉及一种吸附重金属的尼龙膜制备方法。
技术介绍
近年来，随着工业化进程加快，大量含有重金属的工业废水和城市生活污水排放到环境中，对大气、土壤和水环境，尤其是人类健康带来了严重危害，对人体产生危害的主要有铅、镉、铬、汞、砷。目前处理重金属离子的方法很多，比如化学沉淀法、离子交换法等，但由于会产生大量的污泥和导致二次污染，应用受到限制，而膜吸附法由于操作简便、成本低廉等优点。因此膜作为一种极具潜力的吸附净化工业废水中重金属离子的重要手段。可用作膜基质的材料有纤维素、多糖介质、聚酰胺及其衍生物、化学改性聚砜、乙烯共聚物、聚烷羟基甲基丙烯酸酯、三羟甲基酰胺以及多孔尼龙膜、玻璃、陶瓷等材料，这些材料的分子结构或多或少具有能与间隔臂和配位基进行化学反应的活性基团，如羟基、氨基、巯基、羧基等。其中尼龙(PA)一类具有良好的成膜性能，也有较好的机械性和化学稳定性；而尼龙66是由己二酸和己二胺缩聚而成的一种纤维，分子主链上含有重复的酰胺基团，所制成的膜能耐酸、耐碱、耐多种有机溶剂，已广泛应用在实验室和工业上。近年来,以鳌合金属离子的化合物为配基的固载化金属亲和色谱(IMAC)得到发展。姜海荣等以尼龙膜为基膜，共价键偶合羟乙基纤维素和壳聚糖，制备了尼龙-羟乙基纤维复合膜和尼龙-壳聚糖复合膜，后期将其与螯合配体亚氨基二乙酸(IDA)共价偶联，固载金属螯合配基用来对蛋白质进行分离和纯化。有研究通过丙烯腈接枝反应，在尼龙66的主链上引入含有氰基的侧链，氰基经过羟胺化反应转变为胺肟基团与铜离子形成螯合物。聂丽华等将尼龙膜经稀盐酸水解、壳聚糖改性后,以木瓜蛋白酶为亲和膜的配基，通过戊二醛的活化处理后采用共价结合的方法将配基键合在尼龙膜上,从而得到有特异吸附性能的尼龙亲和膜，该优化条件下制备的尼龙亲和膜具备优良的色谱性能，可用于分离纯化半胱氨酸蛋白酶抑制剂。甘宏宇等以平板尼龙膜为基质，将尼龙膜用经乙基纤维素(HEC)改性后键合上L-苯丙氨酸和L-色氨酸(Trp)配基,从人血浆中纯化出了高纯度γ-球蛋白。改性成功的尼龙膜有很多活性官能团，不仅有利于亲和色谱的应用，也有利于螯合不同的重金属离子，以用来去除溶液中的重金属离子，但尚未报道以尼龙膜为基膜的螯合型吸附重金属性能较好的膜材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，包括以下步骤：将尼龙膜置于HCl溶液中，加热回流，反应结束后冲洗至中性，再与活化剂进行活化，将活化的尼龙膜与二亚乙基三胺溶液反应，反应结束后冲洗至中性，烘干后得到改性的尼龙膜。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法中，所述HCl溶液为1mol/L的HCl溶液，与尼龙膜的比例为0.004～0.006g/mL。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法中，所述活化剂包括戊二醛。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法中，所述活化剂为2.5％戊二醛，所述尼龙膜与2.5％戊二醛的质量体积比为0.011～0.013g/mL。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法中，所述交联剂包括二亚乙基三胺。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法中，所述方法包括以下步骤：将尼龙66膜加入1mol/LHCl溶液于水浴锅中加热并冷凝回流，反应24h后冷却，用去离子水冲洗至中性，然后在60℃下干燥，密封保存备用；将酸化的尼龙膜，加入2.5％戊二醛溶液(v/v)，40℃下水浴50min，反应结束后干燥，密封保存备用；取活化尼龙膜加入二亚乙基三胺(DETA)溶液，40℃下振荡反应5h，反应结束后用去离子水冲洗至中性，在60℃下烘干，即得到即得改性尼龙66膜。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法中，所述方法为利用水解和活化增加膜表面的活性位点，提高其吸附重金属的能力。本专利技术的另一方面为提供上述方法获得的吸附重金属的改性尼龙膜，所述重金属包括Cu2+、Cd2+和Pb2+的一种或几种。优选地，本专利技术所述的吸附重金属的改性尼龙膜中，所述改性尼龙膜的主要原料包括尼龙66膜，盐酸和戊二醛作为水解和活化剂，交联剂为二亚乙基三胺。本专利技术与现有技术相比，本专利技术以尼龙66膜为原料，利用盐酸和戊二醛溶液作为水解和活化剂，交联剂为二亚乙基三胺，经合成得到吸附重金属的膜材料，对Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附量均显著高于未改性的原膜。在Cu2+、Cd2+和Pb2+混合的二元混合溶液吸附实验中，对Cu2+和Pb2+具有较高的吸附能力和选择吸附性，并且具有很好的可重复利用性和再生性能。附图说明图1活化尼龙膜与未活化的尼龙膜吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+对比图；图2是改性尼龙膜吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+的吸附动力学曲线图；图3是改性尼龙膜吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+的吸附等温线图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1改性尼龙膜的制备方法a.准确称取1.9000g尼龙膜(尼龙66，购自天津科亿隆实验设备有限公司)于500mL圆底烧瓶中，加入1mol/L的HCl溶液350mL，置于55℃下恒温水浴，加热并冷凝回流，反应24h后冷却，用去离子水冲洗至中性，并在60℃下干燥，密封保存备用。b.取适量经盐酸处理后的尼龙膜，置于150mL具塞三角锥形瓶中，加入2.5％戊二醛溶液150mL(v/v)，在40℃水浴中振荡反应50min，反应结束后用滤纸吸干多余溶液，于60℃下烘干备用。c.将上述活化好的尼龙膜置于150mL具塞锥形瓶中，加入20mL的二亚乙基三胺(DETA)溶液，在水浴中40℃振荡反应5h，反应结束后用去离子水冲洗至中性，并在60℃下烘干，避光干燥保存备用。并将经过上述实验步骤得到的改性尼龙膜应用于重金属离子Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附实验，并计算吸附量。如图1所示，为改性尼龙膜与对照尼龙膜(直接购买尼龙膜，未处理)的吸附对照图，可见改性尼龙膜对Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附远高于对比未处理尼龙膜吸附量。实施例2改性尼龙膜对重金属离子静态饱和吸附量准确称取实施例1制备的120.0mg改性尼龙膜置于150mL具塞锥形瓶中，加入10mL一定pH范围的HAc-NaAc缓冲溶液(pH＝2～6)浸泡12h，然后加入15mL一定浓度(0.5～2.5mmol/L)的金属离子溶液，于一定温度(25～45℃)下恒温振荡反应，一定时间(0～180min)内使之附达到吸附平衡后，移取吸附后的水样经处理后，以4-磺酸苯基卟啉(TPPS4，C44H34N4O20S6)衍生后采用HPLC测定衍生后的样品中重金属离子浓度，计算出对应的改性尼龙膜对重金属离子静态饱和吸附量。实验结果表明，改性尼龙膜吸附Cu2+的溶液最佳pH值4.6，Pb2+和Cd2+的溶液最佳pH值均为5.8(如图2所示)，吸附时间分别为90、120、120min时达到吸附平衡(如图3所示)；并且吸附量随着温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，包括以下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，包括以下步骤：将尼龙膜置于HCl溶液中，加热回流，反应结束后冲洗至中性，再与活化剂进行活化，将活化的尼龙膜与二亚乙基三胺溶液反应，反应结束后冲洗至中性，烘干后得到改性的尼龙膜。2.根据权利要求1所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述HCl溶液为1mol/L的HCl溶液，与尼龙膜的比例为0.004～0.006g/mL。3.根据权利要求1或2所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述活化剂包括戊二醛。4.根据权利要求3所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述活化剂为2.5％戊二醛，所述尼龙膜与2.5％戊二醛的质量体积比为0.011～0.013g/mL。5.根据权利要求3所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括二亚乙基三胺。6.根据权利要求1～5任意一项所述的吸附重金属的改性尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔亮，王旭莹，李伟，谭成玉，
申请(专利权)人：大连海洋大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21