一种聚离子液体吸附膜及其制备方法和在吸附铼中的应用技术

本发明专利技术涉及铼的有效回收以及薄膜吸附材料制备技术领域，尤其涉及一种聚离子液体吸附膜及其制备方法和在吸附铼中的应用。采用的技术方案是：选取1,3,5

【技术实现步骤摘要】
一种聚离子液体吸附膜及其制备方法和在吸附铼中的应用


[0001]本专利技术涉及铼的有效回收以及薄膜吸附材料制备
，尤其涉及一种聚离子液体吸附膜及其制备方法和在吸附铼中的应用。

技术介绍

[0002]铼(Re)是一种稀散金属，德国化学家Noddack利用光谱法从铌锰铁矿中发现了铼，后来又从辉钼矿中成功浸出并提取出了金属铼。但铼的分散程度非常高且不均匀，这为铼的分离和富集造成一定的困难。到目前为止，提取铼的方法主要包括溶剂萃取法、离子交换法、化学沉淀法、液膜法和吸附法等。其中吸附法具有回收效率高、环境友好、操作简单、材料易更换等优点，但是在实际应用中，目前的吸附材料存在吸附速率慢，循环利用和稳定性差等问题，所以现在迫切需要一种新兴材料或者方法来解决这些问题。
[0003]传统液体分离技术能耗高，效率低，人们需要一种高效率、低能耗的技术用以取代传统液体分离技术，膜分离技术由此诞生。膜分离技术的优点是分离速度快，处理量大，传质快，分离效率高，压降低，易于规模化，不受溶质分子量的约束，便于大规模生产和应用，在分离领域具有广阔的应用前景。静电纺丝是聚合物流体在高压电场静电力的作用下被拉伸成细丝并固化成纤维的过程。随着科技的进步，作为一种简单的纳米纤维制备方法，静电纺丝技术受到了人们的关注。制得的纤维相对密度更低，膜材料结构柔韧，因而有着优异的透气性、过滤性和稳定性。静电纺丝在吸附和过滤领域有着巨大的应用前景。
[0004]聚离子液体是通过离子液体在单体中的重复单元相互连接而形成的聚合离子液体的高分子结构。聚离子液体作为吸附材料，可以减少离子液体的损失，引入更多的吸附官能团或作用位点，因而被广泛用于吸附和分离领域。但粉末状的聚离子液体吸附材料在液相分离中难回收，循环性能差，而聚离子液体静电纺丝膜结构性能优异，在吸附铼方面不仅具有较大的吸附容量、动力学快速和操作简单的优点，膜材料还具有环境友好、易于回收、循环稳定性好等优势，因此采用静电纺丝技术制备聚离子液体纳米纤维膜提取铼，具有良好的发展前景和应用趋势。

技术实现思路

[0005]本专利技术通过选取1,3,5
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三(溴甲基)苯与1
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乙烯基咪唑制备聚离子液体P(Ph
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Br)，引入较为丰富的Br
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，随后分散于TPU和PVP的混合溶液中，通过静电纺丝法制得了聚离子液体吸附膜P(Ph
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3MVIm
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Br)@PVP&TPU。该膜经6次循环洗脱后仍能达到对ReO4‑
90％以上的吸附率，表明聚离子液体吸附膜在回收水溶液中的ReO4‑
方面具有很大的潜力，该专利技术在循环应用中也非常稳定。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术技术方案如下：一种聚离子液体吸附膜，所述聚离子液体吸附膜以P(Ph
‑
3MVIm
‑
Br)为基体材料，选取PVP和TPU作为静电纺丝的前驱体溶液共混，用静电纺丝技术制备的聚离子液体吸附膜P(Ph
‑
3MVIm
‑
Br)@PVP&TPU。
[0007]上述的一种聚离子液体吸附膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008]1)将1,3,5
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三(溴甲基)苯、1
‑
乙烯基咪唑和2,6
‑
二叔丁基对甲酚溶于乙腈，放入容器中，通入氮气进行反应，待反应停止后，将过滤所得产物溶于去离子水中，再次过滤，将得到的溶液于323～333K的条件下减压蒸馏，真空干燥得Ph
‑
3MVIm
‑
Br；
[0009]2)依次加入Ph
‑
3MVIm
‑
Br和偶氮异丁腈置于容器中，随后加入去离子水和无水乙醇，在N2保护氛围下先搅拌，再在348～353K条件下搅拌，停止反应冷却至室温，离心，取下层固体加入去离子水，再次离心，重复3～4次，再用乙醇洗涤1～2次，将固体产物真空干燥重量恒定，得P(Ph
‑
3MVIm
‑
Br)；
[0010]3)将PVP和TPU分别置于两个容器中，均加入溶剂二甲基甲酰胺，353～358K下加热搅拌直至TPU和PVP完全溶解，冷却至室温，分别得到TPU溶液和PVP溶液，取适量PVP溶液和TPU溶液置于震荡瓶中混合均匀，得前驱体溶液xPVP&yTPU，其中x表示PVP的加入量，，y表示TPU的加入量；
[0011]4)将P(Ph
‑
3MVIm
‑
Br)分散于xPVP&yTPU前驱体溶液中，在室温下超声，并在室温下搅拌直至均匀，将所得溶液进行静电纺丝，得zP(Ph
‑
3MVIm
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Br)@xPVP&yTPU吸附膜，其中z表示P(Ph
‑
3MVIm
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Br)的加入量。
[0012]上述的制备方法，步骤1)中，按质量比，1,3,5
‑
三(溴甲基)苯：1
‑
乙烯基咪唑：2,6
‑
二叔丁基对甲酚＝1：(0.75～1)：(0.05～0.1)。
[0013]上述的制备方法，步骤1)中，反应的温度为333～343K，反应时间为55～60h。
[0014]上述的制备方法，步骤2)中，按固液比，Ph
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3MVIm
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Br：偶氮二异丁腈：去离子水：乙醇＝1g∶(0.03～0.05)g：(2.0～3.0)mL：(9.0～11.0)mL。
[0015]上述的制备方法，步骤3)中，按质量比，PVP：TPU＝1：(0.4～0.6)；按固液比(g：mL)，PVP：二甲基甲酰胺＝1：(1.8～2.3)；按固液比(g：mL)，TPU：DMF＝1：(3～4)。
[0016]上述的制备方法，步骤4)中，按固液比(mg：mL)，P(Ph
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Br)：PVP&TPU＝1：(0.01～0.05)。
[0017]上述的制备方法，进行静电纺丝的条件为：纺丝温度保持在308～313K，湿度为65～70％，注射速度为25～30μL/min，并在锡箔纸或滤纸上收集膜。
[0018]上述的一种聚离子液体吸附膜在吸附铼中的应用。
[0019]上述的应用，方法如下：取上述的聚离子液体吸附膜P(Ph
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Br)@PVP&TPU吸附膜与不同酸度的ReO4‑
溶液混合振荡。
[0020]上述的应用，ReO4‑
溶液的pH＝1～12，洗脱剂HNO3浓度为1mol L
‑1～5mol
·
L
‑1。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚离子液体吸附膜，其特征在于，所述聚离子液体吸附膜以P(Ph
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3MVIm
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Br)为基体材料，选取PVP和TPU作为静电纺丝的前驱体溶液共混，用静电纺丝技术制备的聚离子液体吸附膜P(Ph
‑
3MVIm
‑
Br)@PVP&TPU。2.权利要求1所述的一种聚离子液体吸附膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将1,3,5
‑
三(溴甲基)苯、1
‑
乙烯基咪唑和2,6
‑
二叔丁基对甲酚溶于乙腈，放入容器中，通入氮气进行反应，待反应停止后，将过滤所得产物溶于去离子水中，再次过滤，将得到的溶液于323～333K的条件下减压蒸馏，真空干燥得Ph
‑
3MVIm
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Br；2)依次加入Ph
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3MVIm
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Br和偶氮异丁腈置于容器中，随后加入去离子水和无水乙醇，在N2保护氛围下先搅拌，再在348～353K条件下搅拌，停止反应冷却至室温，离心，取下层固体加入去离子水，再次离心，重复3～4次，再用乙醇洗涤1～2次，将固体产物真空干燥重量恒定，得P(Ph
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3MVIm
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Br)；3)将PVP和TPU分别置于两个容器中，均加入溶剂二甲基甲酰胺，353～358K下加热搅拌直至TPU和PVP完全溶解，冷却至室温，分别得到TPU溶液和PVP溶液，取适量PVP溶液和TPU溶液置于震荡瓶中混合均匀，得前驱体溶液xPVP&yTPU，其中x表示PVP的加入量，，y表示TPU的加入量；4)将P(Ph
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3MVIm
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Br)分散于xPVP&yTPU前驱体溶液中，在室温下超声，并在室温下搅拌直至均匀，将所得溶液进行静电纺丝，得zP(Ph
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3M...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄振宁，赵雯艳，冯小庚，卢安平，郝晓迈，熊英，单炜军，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：