一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法技术

本发明专利技术涉及一种用N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，属于膜材料制备科学技术领域。本发明专利技术所述方法以Co(II)为模板离子，N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，通过金属离子印迹技术和膜技术相结合，制备钴(II)离子印迹复合膜Co(II)‑MICM。本发明专利技术制备得到的钴(II)离子印迹复合膜稳定性高，对钴(II)离子具有较好的特异性吸附能力和印迹效果。

A Method for Preparing Co(II) Ion Imprinted Composite Membranes with N-Methyl Pyrrolyl Alkyl Acrylamide

The invention relates to a method for preparing cobalt (II) ion imprinted composite film with N methyl pyrrole alkyl acrylamide, which belongs to the field of membrane material preparation science and technology. The method of the invention uses Co(II) as template ion, N_methyl pyrrole alkyl acrylamide as functional monomer, ethylene glycol dimethyl acrylate as crosslinking agent, azodiisobutyronitrile as initiator, and combines metal ion imprinting technology with membrane technology to prepare Co(II)MICM ion imprinting composite film. The cobalt (II) ion imprinted composite film prepared by the invention has high stability, good specific adsorption capacity and imprinting effect for cobalt (II) ion.

【技术实现步骤摘要】
一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法
本专利技术涉及一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，属于膜材料制备科学

技术介绍
随着工业生产技术的发展，水污染问题日益严峻。含钴离子废水的排放是造成水污染的一个重要来源之一。去除钴离子常用的方法有电化学法、化学沉淀法、吸附法和膜分离法等。这些方法应用于处理含钴离子废水方面的研究十分的广泛，但这些处理方法均存在着一些不足，如工艺复杂、成本费用高、选择性差或易造成二次污染等问题。因此，需要寻找一种对钴离子具有高选择性的分离富集方法。离子印迹技术（ionimprintedtechnology，IIT）是分子印迹技术（molecularimprintedtechnology，MIT）的重要发展方向，其以特定金属离子为模板，能与金属离子产生螯合作用的化合物为功能单体，在交联剂和引发剂的作用下形成一种离子印迹聚合物（ion-imprintedpolymer，IIPs），洗脱模板离子后，其内部含有大量与目标离子在尺寸大小、结合位点等方面都高度匹配的印迹空穴。CN107573462A制备的IIPs对目标离子具有高效的识别选择性及亲和性，为实现目标离子的选择性分离提供了有效的途径。然而，聚合物存在研磨不均匀、颗粒大，模板离子包埋过深、难洗脱，甚至泄漏等问题。
技术实现思路
针对上述存在的问题及不足，本专利技术提供一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法。本专利技术以Co(II)为模板离子，N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，通过金属离子印迹技术和膜技术相结合，制备钴(II)离子印迹复合膜Co(II)-MICM。本专利技术制备得到的钴(II)离子印迹复合膜稳定性高，对钴(II)离子具有较好的特异性吸附能力和印迹效果。本专利技术通过以下技术方案实现，具体步骤如下：步骤（1）：将钴（II）离子完全溶解在致孔溶剂中，加入N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺，室温振荡（2～3h）混匀，加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声5～10min，形成预聚合溶液。所述钴（II）离子、N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:(2～8):(10～50)。步骤（2）：将基膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡3~30min，最后50~70℃反应12~24h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)-MICM。步骤（3）：将步骤（2）得到的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM用体积比为9:1的甲醇和醋酸混合溶液洗脱模板离子，再用甲醇洗至中性，真空干燥24h得到洗脱后的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM。本专利技术所述致孔剂为有机溶剂和水的混合溶液，有机溶剂和水的体积比为1:1~1:3；所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺或者异丙醇。本专利技术步骤（1）中钴(II)离子和偶氮二异丁腈的摩尔比为1:(0.06～0.12)。本专利技术步骤（2）中所述基膜为聚四氟乙烯微孔滤膜、聚偏氟乙烯微孔滤膜、Nylon-6微孔滤膜中的一种，为市售产品。本专利技术步骤（3）中甲醇/醋酸混合溶液中，甲醇与醋酸体积比为9:1。本专利技术所述钴（II）离子为市购试剂。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术方法通过金属离子印迹技术和膜技术相结合，用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜Co(II)-MICM，具有吸附量大、印迹效果好、便于洗脱等优点，解决了现行方法制备的印迹聚合物后处理过程繁杂、洗脱时间长等问题。（2）制备得到的钴(II)离子印迹复合膜对钴(II)离子具有较高的特异性吸附能力和较高的印迹因子。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施例1一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，具体包括以下步骤：步骤（1）：将0.1mmol钴（II）离子完全溶解在10mL致孔溶剂（甲醇/水，v/v=1:2）中，加入0.4mmol功能单体N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺振荡2h，加入1mmol交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声5min，形成预聚合溶液；其中钴（II）离子、功能单体N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯摩尔比为1:4:10，钴（II）离子和引发剂偶氮二异丁腈摩尔比为1:0.06。步骤（2）：将聚四氟乙烯微孔滤膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡3min，最后50℃反应12h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)-MICM。步骤（3）：将步骤（2）得到的钴（II）离子印迹复合膜用150mL体积比为9:1的甲醇和醋酸混合溶液洗脱模板离子，再用甲醇洗至中性，真空干燥24h得到洗脱后的离子印迹复合膜Co(II)-MICM。将本实施例制备得到的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM称取20mg于浓度为50mg/ml的溶液中对Co（II）进行吸附，吸附量为659.44mg/g，印迹因子为1.38。实施例2一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，具体包括以下步骤：步骤（1）：将0.1mmol钴（II）离子完全溶解在10mL致孔溶剂（乙醇/水，v/v=1:1）中，加入0.4mmol功能单体N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺振荡3h，加入3mmol交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声10min，形成预聚合溶液；其中钴（II）离子、功能单N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯摩尔比为1:4:30，钴（II）离子和引发剂偶氮二异丁腈摩尔比为1:0.12。步骤（2）：将聚偏氟乙烯微孔滤膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡15min，最后60℃反应12h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)-MICM步骤（3）：将步骤（2）得到的钴（II）离子印迹复合膜用150mL体积比为9:1的甲醇和醋酸混合溶液洗脱模板离子，再用甲醇洗至中性，真空干燥24h得到洗脱后的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM。将本实施例制备得到的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM称取20mg于浓度为50mg/ml的溶液中对Co（II）进行吸附，吸附量为696.67mg/g，印迹因子为1.51。实施例3一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，具体包括以下步骤：步骤（1）：将0.1mmol钴（II）离子完全溶解在10mL致孔溶剂（N,N-二甲基甲酰胺/水，v/v=1:1）中，加入0.4mmol功能单体N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺振荡2.5h，加入5mmol交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声7min，形成预聚合溶液；其中钴（II）离子、功能单体N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺和交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯摩尔比为1:4:50，钴（II）离子和引发剂偶氮二异丁腈摩尔比为1:0.09。步骤（2）：将Nylon-6微孔滤膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡30min，最后70℃反应12h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)-MICM步骤（3）：将步骤（2）得到的钴（II）离子印迹复合膜用150mL体积比为9:1的甲醇和醋酸混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤(1)：将钴（II）离子完全溶解在致孔溶剂中，加入N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺，室温振荡(2～3h)混匀，加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声5～10min，形成预聚合溶液；所述钴（II）离子、N‑甲基吡咯烷基丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:(2～8):(10～50)；步骤(2)：将基膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡3~30min，最后50~70℃反应12~24h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)‑MICM；步骤(3)：将步骤（2）得到的钴离子印迹复合膜Co(II)‑MICM用体积比为9:1的甲醇和醋酸混合溶液洗脱模板离子，再用甲醇洗至中性，真空干燥24h得到洗脱后的钴离子印迹复合膜Co(II)‑MICM。

【技术特征摘要】
1.一种用N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺制备钴（II）离子印迹复合膜的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤(1)：将钴（II）离子完全溶解在致孔溶剂中，加入N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺，室温振荡(2～3h)混匀，加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯和引发剂偶氮二异丁腈，摇匀，超声5～10min，形成预聚合溶液；所述钴（II）离子、N-甲基吡咯烷基丙烯酰胺、乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1:(2～8):(10～50)；步骤(2)：将基膜置于步骤（1）得到的预聚合溶液中，室温浸泡3~30min，最后50~70℃反应12~24h，形成钴离子印迹复合膜也就是Co(II)-MICM；步骤(3)：将步骤（2）得到的钴离子印迹复合膜Co(II)-MICM用体积比为9:1的甲醇和醋酸混合溶液洗脱模板离子，再用甲醇洗至中性，真空干燥24h得到洗脱后的钴离子印迹复合膜Co(II)-M...

【专利技术属性】
技术研发人员：成会玲，胡德琼，刘迎梅，赵莉，陈树梁，谢嘉轩，字富庭，胡显智，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53