一种选择性分离金属离子的中空纤维膜组件的制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜技术及离子印迹膜组件的制备领域，具体说是一种选择性分离金属离子的中空纤维膜组件的制备方法，尤指一种对中空纤维膜组件进行离子印迹的方法。
技术介绍
水中重金属主要是指生物毒性显著的铅、汞、镉、铬、砷等，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。水中重金属的存在对人们的健康可造成严重伤害，这些重金属中任何一种都能导致头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症、乌脚病和畸形儿等，对消化系统、泌尿系统的破坏尤其严重。目前对于水中重金属的处理方法主要有吸附法、絮凝沉淀法、生物法、有机材料法和膜分离技术等。吸附、絮凝沉淀等传统的化学、物理和生物分离法由于存在反应条件苛刻、运行费用高或易产生二次污染等缺点，使其应用领域大大受到限制。膜法分离被认为是化工工艺史上革命性的创新，在环保行业的应用前景广阔，已成为工业废水处理领域不可缺少的技术之一。采用膜分离法进行重金属离子的分离，具有效率高、无相变、节能环保、设备简单、操作简便等优点，使其在废水处理领域具有相当的技术优势。该技术采取的主要方式有电渗析法、液膜法、纳滤法、超低压反渗透膜、胶束增强超滤法和水溶性聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
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。2.如权利要求1所述的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：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)。3.如权利要求1所述的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，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。4.如权利要求3所述的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：在液体输送泵(4)的进液口和储液罐(1)的出液口间的管路上，设有第一阀门(3)、流量计(2)；在输送泵(4)的出液口和第一三通控制阀(7)间的管路上，设有第二阀门(6)和压力表(5)；在氮气瓶(11)和第一三通控制阀(7)间的管路上，设有第四阀门(12)；在第二三通控制阀(9)和储液罐(1)的进液口间的管路上，设有第三阀门(10)；第一三通控制阀(7)的右出口与中空纤维膜组件(8)的轴向进液孔(8-1)连接，第一三通控制阀(7)的下出口与中空纤维膜组件(8)的侧向进液孔(8-2)连接；第二三通控制阀(9)的左进口与中空纤维膜组件(8)的轴向出液孔(8-4)连接，第二三通控制阀(9)的下进口与中空纤维膜组件(8)的侧向出液孔(8-3)连接。5.如权利要求4所述的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，具体工作过程为：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，开启第一阀门(3)和第二阀门(6)，储液罐(1)中的液体进行持续搅拌，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，通过流量计(2)和压力表(5)控制引发剂溶液的流速为1～50ml/min，调节第一三通控制阀(7)和第二三通控制阀(9)，控制引发剂溶液在中空纤维膜组件(8)中的具体流动方向，开启第三阀门(10)，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：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽，杨永强，魏昕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11