【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机分离膜材料领域，尤其涉及一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法。
技术介绍
1、均孔膜具有孔径均一、孔道形状一致且垂直贯穿整个分离层的结构特点。基于以上特点，与其他普通多孔非均孔膜相比，均孔膜更易保证高选择性、高渗透性和优异的抗污染性。因此，均孔膜广泛用于分离分子量相近、分子大小相近的蛋白质、病毒、药物分子等高附加值对象。
2、制备具有定制孔径及表面物化性能的均孔膜对于满足不同对象的高精度分离具有重要意义。研究表明，两亲性嵌段共聚物在制备具有定制孔径的均孔膜上具有显著优势。目前最常使用的制备嵌段共聚物均孔膜的方法为自组装和非溶剂诱导相分离法，通过调节各个嵌段的含量、嵌段共聚物的分子量、不同组成的嵌段共聚物共混等方法都可以形成具有指定孔径的均孔膜，但是这些方法都是基于在嵌段共聚物成膜前，而且孔尺寸可能会受到成膜过程中的多重因素影响，如挥发时间、铸膜液的浓度、溶剂选择等。均孔膜的后处理改性如官能团化学改性、原子层沉积、矿化等在一定程度上可以实现对孔径、选择性和化学性质进行调控，但这些现有方法存在着成本高、普适性不强、条件苛刻、难以大规模应用等问题。因此，开发操作简单、条件温和、普适性强的后处理技术来实现均孔膜孔径、分离性能和化学性质的调控具有重大的实际应用需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，该方法条件温和、操作简便，具有可设计性和通用性，与产业化大规模制备兼容性
2、本专利技术的具体技术方案如下：
3、一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，包括以下步骤：
4、s1：将两亲嵌段共聚物溶解在混合溶剂中，通过自组装和相转化工艺制备形成均孔膜；所述两亲嵌段共聚物通过可逆加成-链转移聚合合成，分子链上含有硫代酯；所述混合溶剂由二甲基甲酰胺和四氢呋喃组成，或由二甲基甲酰胺与二氧六环组成；
5、s2：将均孔膜转移到反应液中，在空气或惰性气体氛围下用可见光照射；所述反应液为含有亲水性单体的均相水溶液，所述可见光的波长范围为380～800nm，功率范围为2～50w；
6、s3：采用去离子水或乙醇的水溶液对照射完成的膜片进行清洗，得到可见光辐照接枝改性的均孔膜。
7、进一步地，所述s1中，硫代酯选自s-烷基-s’-(r，r’-二甲基-r”-乙酸)三硫代碳酸酯、s，s′-二(α，α’-甲基-α"-乙酸)三硫代碳酸酯、4-氰基-4-[(十二烷基硫烷基硫羰基)硫烷基]戊酸、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸中的任意一种。上述硫代酯是常用于合成基于两亲嵌段共聚物的有效链转移剂，可以更好的实现聚合过程的控制，能完好的将硫代酯结构保留在合成的聚合物分子结构中以实现后续的接枝改性。不属于上述结构的硫代酯不能实现聚合过程的控制，容易产生不含硫代酯的死链，无法用于后续的接枝反应。
8、进一步地，所述s1中，分子链上硫代酯位于与亲水嵌段尾端相连位置，将接枝过程限制在膜孔内，通过孔内分子链的长短去调整孔径；每个两亲嵌段共聚物分子链上硫代酯的数量为1～2个。
9、进一步地，所述s1中，两亲嵌段共聚物的分子量范围为50～350kg/mol，若分子量过高，则会导致嵌段共聚物形成的铸膜液粘度太大无法刮膜，若分子量过低，则会导致嵌段共聚物难以形成均孔膜；所述两亲嵌段共聚物的亲水性嵌段选自聚4-乙烯基吡啶、聚丙烯酸、聚异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸羟乙酯中的任意一种，上述亲水性嵌段能够成功聚合形成嵌段共聚物并且减少有机溶剂的使用；所述亲水性嵌段在两亲嵌段共聚物中的质量含量范围为12～33wt％，该质量含量范围内能使得制备得到的均孔膜形成的孔径均一、孔道形状一致。
10、进一步地，所述s2中，反应液中光引发剂含量为0mg/ml。无需光引发剂，在可见光照射下即可实现接枝，一方面降低了有毒有害光引发剂的使用。更关键在于，如果使用光引发剂，会诱导亲水性单体发生快速的自聚反应，造成亲水性单体的大量消耗，降低了用于膜孔内亲水性单体接枝的数量。不使用光引发剂能最大程度阻止亲水性单体的自聚反应和不必要消耗，同时也是让亲水性单体只在膜孔内进行反应的关键约束条件。
11、进一步地，所述s2中，亲水性单体选自丙烯酸羟乙酯、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰乙基羧基甜菜碱、聚(乙二醇)二丙烯酸酯中的任意一种或几种的组合。接枝过程是通过可逆加成-链转移聚合反应来实现，上述单体的选取是由硫代酯的结构和种类决定的。在硫代酯和嵌段共聚物已经确定的情况下，上述单体能更好、更可控的接枝到膜孔内，其他单体与选定硫代酯的匹配性差，难以发生反应且接枝活性低。
12、进一步地，所述s2中，反应液包括去离子水和亲水性单体，去离子水与亲水性单体的体积之比范围为1:1～100:1。若亲水性单体的浓度过高，则会对膜表面进行破坏；若亲水性单体的浓度过低，则会导致接枝速率缓慢。
13、进一步地，所述s2中，可见光为通过led灯发射的可见光，led灯为由灯带或灯珠形成的方形、螺旋形、圆形方列阵，这一布置能保证光源照射面积和照射范围可根据不同样品大小进行调节。
14、进一步地，所述s2中，可见光照射时间为15min～6h。若照射时间过长会导致接枝时间过长，进而导致膜通量的大幅度衰减。
15、进一步地，所述s2中，反应液与可见光光源的距离为3cm～20cm，在该范围内光照强度适中，若距离太远，则会导致光照强度过弱，光能利用率低，若距离太近，则会导致实验操作不方便。
16、进一步地，所述s3中，为延长膜的使用寿命，将清洗干净的改性的均孔膜储存在甘油或者乙醇体积含量75％的水-甘油或水-乙醇混合溶液中。
17、本专利技术的有益效果是：
18、(1)本专利技术提供的一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和表面改性的方法，无需光引发剂、在可见光照射下即可实现接枝反应，条件温和、操作简便，具有较强的工业化应用前景。
19、(2)本专利技术提供的一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和表面改性的方法，可适用于不同单体、含有不同性质硫代嵌段共聚物均孔膜的表面接枝和改性方法，具有灵活度大、通用性强等多重优点，为制备具有定制孔径和特定物化性能的均孔膜提供了新方案。
20、(3)本专利技术提供的一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和表面改性的方法，光源条件温和、光污染小，避免了传统紫外光辐照接枝可能导致的辐射伤害。同时，可见光穿透深度大，通过控制光照时间和功率，可以实现内部的化学接枝改性。在兼顾渗透性的同时，可以实现选择性的大幅提升。
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1.一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S1中，硫代酯选自S-烷基-S’-(R，R’-二甲基-R”-乙酸)三硫代碳酸酯、S，S′-二(α，α’-甲基-α"-乙酸)三硫代碳酸酯、4-氰基-4-[(十二烷基硫烷基硫羰基)硫烷基]戊酸、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S1中，分子链上硫代酯位于与亲水嵌段尾端相连位置，每个两亲嵌段共聚物分子链上硫代酯的数量为1～2个。
4.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S1中，两亲嵌段共聚物的分子量范围为50～350kg/mol，所述两亲嵌段共聚物的亲水性嵌段选自聚4-乙烯基吡啶、聚丙烯酸、聚异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸羟乙酯中的任意一种，所述亲水性嵌段在两亲嵌段共聚物中的质量含量范围为12～33wt％
5.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S2中，反应液中光引发剂含量为0mg/mL。
6.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S2中，亲水性单体选自丙烯酸羟乙酯、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰乙基羧基甜菜碱、聚(乙二醇)二丙烯酸酯中的任意一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S2中，反应液包括去离子水和亲水性单体，去离子水与亲水性单体的体积之比范围为1:1～100:1。
8.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S2中，可见光为通过LED灯发射的可见光，LED灯为由灯带或灯珠形成的方形、螺旋形、圆形方列阵。
9.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S2中，可见光照射时间为15min～6h。
10.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述S2中，反应液与可见光光源的距离为3cm～20cm。
...【技术特征摘要】
1.一种利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述s1中，硫代酯选自s-烷基-s’-(r，r’-二甲基-r”-乙酸)三硫代碳酸酯、s，s′-二(α，α’-甲基-α"-乙酸)三硫代碳酸酯、4-氰基-4-[(十二烷基硫烷基硫羰基)硫烷基]戊酸、4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述s1中，分子链上硫代酯位于与亲水嵌段尾端相连位置，每个两亲嵌段共聚物分子链上硫代酯的数量为1～2个。
4.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调控和改性的方法，其特征在于，所述s1中，两亲嵌段共聚物的分子量范围为50～350kg/mol，所述两亲嵌段共聚物的亲水性嵌段选自聚4-乙烯基吡啶、聚丙烯酸、聚异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸羟乙酯中的任意一种，所述亲水性嵌段在两亲嵌段共聚物中的质量含量范围为12～33wt％。
5.根据权利要求1所述的利用可见光诱导接枝对均孔膜进行孔径调...
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