CN101862606B - 一种高分子分离膜及其制备方法 - Google Patents

一种高分子分离膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101862606B
CN101862606B CN2010102064476A CN201010206447A CN101862606B CN 101862606 B CN101862606 B CN 101862606B CN 2010102064476 A CN2010102064476 A CN 2010102064476A CN 201010206447 A CN201010206447 A CN 201010206447A CN 101862606 B CN101862606 B CN 101862606B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasticizer
extractant
membrane
polyvinylidene fluoride
separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2010102064476A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101862606A (zh
Inventor
陈继
郭琳
刘英辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Institute of Energy Storage Materials & Devices
Original Assignee
Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS filed Critical Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority to CN2010102064476A priority Critical patent/CN101862606B/zh
Publication of CN101862606A publication Critical patent/CN101862606A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101862606B publication Critical patent/CN101862606B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种高分子分离膜，包括：聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂；所述萃取剂和增塑剂分散在所述聚偏氟乙烯微孔膜内；所述增塑剂为1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1，3-二烷基咪唑氟磷酸盐；所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂。本发明还提供了一种高分子分离膜的制备方法。现有技术相比，本发明提供的高分子分离膜具有良好的分离效果。同时，本发明通过将聚偏氟乙烯、膜溶剂、萃取剂和增塑剂经过溶解、混合、刮膜、固化等使所述增塑剂和萃取剂分散在聚偏氟乙烯膜的内部，而非浸润在膜的孔道中，萃取剂和增塑剂不易流失，不会影响膜的稳定性和使用寿命，也不会对原料液或解析液造成污染。

Description

一种高分子分离膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及膜材料技术领域，尤其涉及一种高分子分离膜及其制备方法。
背景技术
膜分离技术是指不同粒径分子的混合物通过半透膜实现选择性分离的技术，具有在常温下操作、无相态变化、高效节能、环保等特点，广泛应用于纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物等领域，尤其适用于分离金属或有机物。
现有技术已经公开了多种用于分离金属或有机物的分离膜，如支撑液膜、乳化液膜等。但是乳化液膜需要进行制乳、破乳等繁杂操作，且成本较高；支撑液膜虽然具有较高的传质速率和良好的选择性，但是支撑液膜主要是通过将成型的微孔膜材料浸泡在含有萃取剂和稀释剂的溶液中制成的，萃取剂和稀释剂主要存在于原微孔膜的孔道中，易流失，从而影响支撑液膜的稳定性和使用寿命。同时，流失的萃取剂和稀释剂会污染原料液和解析液。
现有技术也公开了多种复合膜用于金属或有机物的分离，如将三醋酸纤维酯或聚氯乙烯等支撑膜溶解于溶剂中，然后与萃取剂和增塑剂混合，将溶剂挥发后得到含有萃取剂和增塑剂的复合膜。其中，常用的增塑剂为2-硝基苯辛基醚、2-硝基苯戊基醚、邻苯二甲酸二辛酯和三-(2-乙基己基)磷酸酯等分子类型的试剂(L.D.Nghiem，et al.，Journal of Membrane Science，2006，281，7)。分子类型的增塑剂挥发性较高，在制备成复合膜的过程中易随膜溶剂挥发，会降低复合膜对金属或有机物的分离效果。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高分子分离膜及其制备方法，本发明提供的高分子分离膜用于分离金属离子时，具有良好的分离效果，且环境适应性较强。
本发明提供了一种高分子分离膜，包括：
聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂；
所述萃取剂和增塑剂分散在所述聚偏氟乙烯微孔膜内；
其中，所述增塑剂为1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1，3-二烷基咪唑氟磷酸盐；
所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂。
优选的，所述聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂的质量比为1∶0.01～1.2∶0.3～0.4。
优选的，所述增塑剂为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸。
优选的，所述季鏻盐类萃取剂为十四烷基三辛基鏻二-(2，2，4-三甲基戊基)膦酸酯。
优选的，所述季铵盐类萃取剂为氯化三烷基甲基铵、三烷基甲基铵二-(2，2，4-三甲基戊基)亚膦酸、三烷基甲基铵二-(2-乙基己基)膦酸酯或三烷基甲基铵二-(2-乙基己基)膦酸二酯。
本发明还提供了一种高分子分离膜的制备方法，包括：
a)将聚偏氟乙烯、膜溶剂、增塑剂和萃取剂混合，搅拌后加热，得到铸膜液，所述增塑剂为1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1，3-二烷基咪唑氟磷酸盐，所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂；
b)将所述铸膜液刮制于载体上，固化后得到初生膜；
c)去除所述初生膜中的膜溶剂，干燥后得到高分子分离膜。
优选的，所述步骤a)具体包括：
将聚偏氟乙烯、膜溶剂、增塑剂和萃取剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液25℃搅拌3min～5min，升温至35℃～45℃加热2～4天，得到第二混合液；
将所述第二混合液25℃搅拌25min～40min，升温至35℃～45℃加热8min～15min，得到铸膜液。
优选的，所述步骤a)中，所述聚偏氟乙烯、萃取剂和增塑剂的质量比为1∶0.01～1.2∶0.3～0.4。
优选的，所述聚偏氟乙烯的分子量为800000～1200000。
优选的，所述增塑剂为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸。
与现有技术相比，本发明提供的高分子分离膜包括聚偏氟乙烯微孔膜，分散在聚偏氟乙烯微孔膜内的增塑剂和萃取剂，其中，聚偏氟乙烯微孔膜为基质材料，具有高疏水性、高化学稳定性、高热稳定性和良好的机械性能，使高分子分离膜具有良好的性能；所述增塑剂采用1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1，3-二烷基咪唑氟磷酸盐，所述增塑剂为离子液体，可以提高金属离子在膜内的传输速率，从而获得更好的金属分离效率，同时，离子液体不挥发，不会影响高分子分离膜的性能；萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂，通过萃取将金属离子从原料液中分离。因此，本发明提供的高分子分离膜用于分离金属离子时，具有良好的分离效果，且可以在较强的酸碱环境中使用，环境适应性较强。同时，本发明通过将聚偏氟乙烯、膜溶剂、萃取剂和增塑剂经过溶解、混合、刮膜、固化等步骤使所述增塑剂和萃取剂分散在聚偏氟乙烯膜的内部，而非浸润在膜的孔道中，因此萃取剂和增塑剂不易流失，不会影响膜的稳定性和使用寿命，也不会对原料液或解析液造成污染。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的聚偏氟乙烯分离膜的电镜照片；
图2为本发明实施例使用的膜分离装置示意图；
图3为本发明实施例提供的离子液体增塑剂浓度与渗透系数的曲线图；
图4为本发明实施例提供的分离膜使用次数与渗透系数的柱状图；
图5为本发明比较例提供的不含增塑剂和萃取剂的聚偏氟乙烯膜的电镜照片。
具体实施方式
本发明提供了一种高分子分离膜，包括：
聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂；
所述萃取剂和增塑剂分散在所述聚偏氟乙烯微孔膜内；
其中，所述增塑剂为1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1，3-二烷基咪唑氟磷酸盐；
所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂。
在本发明提供的高分子分离膜中，所述聚偏氟乙烯微孔膜为基质材料，具有高疏水性、高化学稳定性、高热稳定性和良好的机械性能，从而得到的分离膜也具有上述优点。本发明对所述聚偏氟乙烯微孔膜没有特殊限制，优选为本领域技术人员熟知的聚偏氟乙烯微孔膜。
按照本发明，所述增塑剂采用1，3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1，3-二烷基咪唑氟磷酸盐，此类盐为离子液体，本身具有无蒸汽压、不挥发、熔点低、液程宽、稳定性高、可设计性好、导热导电性好等优点，用于金属分离时，可以提高金属在分离膜内的传输速率，从而获得更好的分离效率。所述增塑剂优选为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸([C8mim][BF4])、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸([C8mim][PF6])或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([C4mim][PF6])。
本发明提供的高分子分离膜中还包括萃取剂，所述萃取剂通过与金属离子形成络合物从而将金属离子分离。按照本发明，所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂，优选为十四烷基三辛基鏻二-(2，2，4-三甲基戊基)膦酸酯(商品名为Cyphos IL 104)、氯化三烷基甲基铵(商品名为Aliquat 336)、三烷基甲基铵二-(2，2，4-三甲基戊基)亚膦酸(商品名为[A336][C272])、三烷基甲基铵二-(2-乙基己基)膦酸酯(商品名为[A336][P507])或三烷基甲基铵二-(2-乙基己基)膦酸二酯(商品名为[A336][P204])。其中，Cyphos IL104为季鏻盐类萃取剂，其他为季铵盐类萃取剂。
在本发明提供的高分子分离膜中，所述聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂的质量比优选为1∶0.01～1.2∶0.2～0.6，更优选为1∶0.5～1.2∶0.3～0.4，最优选为1∶0.5～1∶0.3～0.4。
按照本发明，所述增塑剂和所述萃取剂分散于所述聚偏氟乙烯微孔膜内，而非浸润于聚偏氟乙烯微孔膜的膜孔内，因此，本发明提供的高分子分离膜中的萃取剂和增塑剂不会流失，从而不会影响膜的稳定性和使用寿命，也不会造成污染。
本发明还提供了一种高分子分离膜的制备方法，包括：
a)将聚偏氟乙烯、膜溶剂、增塑剂和萃取剂混合，搅拌后加热，得到铸膜液，所述增塑剂为阴离子为氟硼酸根或氟磷酸根的1，3-二烷基咪唑盐，所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂；
b)将所述铸膜液刮制于载体上，固化后得到初生膜；
c)去除所述初生膜中的膜溶剂，干燥后得到高分子分离膜。
首先将聚偏氟乙烯、膜溶剂、萃取剂和增塑剂混合，搅拌、加热，使聚偏氟乙烯溶解于膜溶剂中，并与萃取剂、增塑剂充分混合。为了使聚偏氟乙烯、萃取剂、增塑剂混合更均匀，所述步骤a)优选包括以下步骤：
将聚偏氟乙烯、膜溶剂、增塑剂和萃取剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液25℃搅拌3min～5min，升温至35℃～45℃加热2～4天，得到第二混合液；
将所述第二混合液25℃搅拌25min～40min，升温至35℃～45℃加热8min～15min，得到铸膜液。
按照本发明，所述聚偏氟乙烯的分子量优选为800000～1200000，更优选为900000～1100000，最优选为1000000～1050000
得到铸膜液后，将铸膜液刮制于载体上，固化后得到初生膜，具体包括以下步骤：
20℃～30℃时将铸膜液刮制于载体上，刮制后挥发10s～30s；
将载体和载体上的铸膜液一起放入凝固液中，使铸膜液固化，得到初生膜。
本发明对所述载体没有特殊限制，可以为平滑的玻璃板或其他平滑的物体，目的在于为成膜提供条件。
按照本发明，所述膜溶剂优选为N，N-二甲基甲酰胺。
本发明对所述凝固液没有特殊限制，优选为本领域技术人员熟知的凝固液。
得到初生膜后，将初生膜中的膜溶剂除去，干燥后得到高分子分离膜。
在本发明中，去除膜溶剂的方法包括但不限于将初生膜浸泡在去离子水中等。
在本发明提供的方法中，聚偏氟乙烯在成膜过程中将增塑剂和萃取剂包覆于膜内，通过固化将增塑剂和萃取剂相对固定在膜内，使之不易流失。同时，本发明采用的增塑剂为离子液体，在成膜及固化过程中不挥发，从而提高金属离子在膜内的传输速率，获得更好的金属分离效率。
得到高分子分离膜后，对所述膜进行电镜扫描，可见中空、清晰的膜孔。将本发明提供的高分子分离膜用于铬、铁等金属离子分离时，环境适应性强，使用范围广，分离效果好，且可循环使用。实验表明，聚偏氟乙烯、增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Cyphos IL 104得到的高分子分离膜在原料液中含0.2mol/L的HCl时对铬离子的渗透系数为19.64μm/s，在解析液为浓度为0.2mol/L的NaOH溶液时对铬离子的渗透系数为17.01μm/s。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的高分子分离膜及其制备方法进行详细描述。
实施例1
将0.50g分子量为900000的聚偏氟乙烯粉末、5.0mLN，N-二甲基甲酰胺、0.42g离子液体[C8mim][BF4]和0.16g Cyphos IL 104混合，25℃磁力搅拌5min后40℃加热3天，再次25℃磁力搅拌30min后40℃加热10min，得到铸膜液；25℃时将铸膜液刮制在平滑的玻璃板上，刮制后挥发20s后，将玻璃板及其上的铸膜液一起放入20℃的凝固液中，使铸膜液固化成膜自然浮起，得到初生膜；将所述初生膜放入去离子水中浸泡6h后除去N，N-二甲基甲酰胺，得到包含增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Cyphos IL 104的聚偏氟乙烯分离膜。
将所述聚偏氟乙烯分离膜置于电镜下，得到如图1所示的电镜照片，图1为本发明实施例1提供的聚偏氟乙烯分离膜的电镜照片。由图1可知，增塑剂和萃取剂并未占据聚偏氟乙烯的膜孔。
实施例2
将0.50g分子量为1100000的聚偏氟乙烯粉末、5.0mLN，N-二甲基甲酰胺、0.42g离子液体[C8mim][PF6]和0.16g Cyphos IL 104混合，25℃磁力搅拌5min后40℃加热3天，再次25℃磁力搅拌30min后40℃加热10min，得到铸膜液；25℃时将铸膜液刮制在平滑的玻璃板上，刮制后挥发20s后，将玻璃板及其上的铸膜液一起放入20℃的凝固液中，使铸膜液固化成膜自然浮起，得到初生膜；将所述初生膜放入去离子水中浸泡6h后除去N，N-二甲基甲酰胺，得到包含增塑剂[C8mim][PF6]和萃取剂Cyphos IL 104的聚偏氟乙烯分离膜。
实施例3
按照实施例1的方法制备聚偏氟乙烯分离膜，加入离子液体[C8mim][BF4]的质量分别为0g、0.06g、0.15g、0.29g、0.35g、0.42g和0.49g，得到含有萃取剂Cyphos IL 104和不同质量的增塑剂[C8mim][BF4]的聚偏氟乙烯分离膜；
按照实施例2的方法制备聚偏氟乙烯分离膜，但加入的离子液体增塑剂为[C8mim][PF6]，其加入质量分别为0g、0.06g、0.09g、0.15g、0.28g、0.42g和0.56g，得到含有萃取剂Cyphos IL 104和不同质量的增塑剂[C8mim][PF6]的聚偏氟乙烯分离膜；
按照实施例2的方法制备聚偏氟乙烯分离膜，但加入的离子液体增塑剂为[C4mim][PF6]，其加入质量分别为0g、0.09g、0.14g、0.27g、0.40g和0.47g，得到含有萃取剂Cyphos IL 104和不同质量的增塑剂[C4mim][PF6]的聚偏氟乙烯分离膜。
实施例4
按照实施例1的方法制备聚偏氟乙烯分离膜，但加入的萃取剂分别为0.2mmol的Cyphos IL 104、Aliquat 336、[A336][C272]、[A336][P507]和[A336][P204]，分别得到含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Cyphos IL 104的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Aliquat 336的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂[A336][C272]的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂[A336][P507]的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂[A336][P204]的聚偏氟乙烯分离膜。
实施例5
使用如图2所示的膜分离装置在25℃时进行Cr6+分离实验，图2为本发明实施例使用的膜分离装置示意图，其中，1为原料液池，2为解析液池，3为分离膜固定位置，4为磁力搅拌器。
向解析液池2中加入90mL解析液，所述解析液为0.05mol/L的NaOH溶液；将实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜固定在膜分离装置的3处，膜的有效接触面积为7.07cm2；向原料液池1中加入90mL含100mg/L的Cr6+和不同浓度HCl的原料液，HCl的浓度分别为0、0.01mol/L、0.10mol/L、0.15mol/L和0.20mol/L；开启磁力搅拌器4，以600转/分的速度搅拌，使Cr6+迁移，分别得到膜对Cr6+的渗透系数，结果参见表1，表1为不同HCl浓度时本发明实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数。
表1不同HCl浓度时本发明实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数
Figure BSA00000155412800071
Figure BSA00000155412800081
可见，本发明实施例1提供的聚偏氟乙烯分离膜可以用于分离Cr6+，且可在较强的酸性条件下使用，环境适应性较强、应用范围较广。
实施例6
以实施例2制备的聚偏氟乙烯膜为分离膜，按照实施例5的方法和步骤进行Cr6+分离实验，结果参见表2，表2为不同HCl浓度时本发明实施例2制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数。
表2不同HCl浓度时本发明实施例制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数
Figure BSA00000155412800082
可见，本发明实施例2提供的聚偏氟乙烯分离膜可以用于分离Cr6+，且可在较强的酸性条件下使用，环境适应性较强、应用范围较广。
实施例7
使用如图2所示的膜分离装置在25℃时进行Cr6+分离实验：将实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜固定在膜分离装置的3处，膜的有效接触面积为7.07cm2；向原料液池1中加入90mL含100mg/L的Cr6+和0.10mol/L的HCl的原料液；向解析液池2中加入90mL不同浓度的解析液，所述解析液分别为0.02mol/L、0.05mol/L、0.10mol/L、0.15mol/L、0.20mol/L的NaOH溶液；开启磁力搅拌器4，以600转/分的速度搅拌，使Cr6+迁移，分别得到膜对Cr6+的渗透系数，结果参见表3，表3为不同NaOH浓度时本发明实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数。
表3不同NaOH浓度时本发明实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数
Figure BSA00000155412800091
可见，本发明实施例1提供的聚偏氟乙烯分离膜可以用于分离Cr6+，且可在较强的碱性条件下使用，环境适应性较强、应用范围较广。
实施例8
以本发明实施例2制备的聚偏氟乙烯膜为分离膜，按照实施例7的方法和步骤进行Cr6+分离实验，结果参见表4，表4为不同NaOH浓度时本发明实施例2制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数。
表4不同NaOH浓度时本发明实施例2制备的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数
Figure BSA00000155412800092
可见，本发明实施例2提供的聚偏氟乙烯分离膜可以用于分离Cr6+，且可在较强的碱性条件下使用，环境适应性较强、应用范围较广。
实施例9
分别以实施例3制备的含有萃取剂Cyphos IL 104和不同质量的增塑剂[C8mim][BF4]的聚偏氟乙烯分离膜、含有萃取剂Cyphos IL 104和不同质量的增塑剂[C8mim][PF6]的聚偏氟乙烯分离膜和含有萃取剂Cyphos IL 104和不同质量的增塑剂[C4mim][PF6]的聚偏氟乙烯分离膜为分离膜，使用图2所示的分离装置在25℃时进行Cr6+分离实验，其中，向原料液池1中加入90mL含有100mg/L的Cr6+和0.10mol/L的HCl的原料液；向解析液池2中加入90mL浓度为0.05mol/L的NaOH溶液，开启磁力搅拌器4，以600转/分的速度搅拌，使Cr6+迁移，分别得到各膜对Cr6+的渗透系数，结果参见图3，图3为本发明实施例提供的离子液体增塑剂浓度与渗透系数的曲线图，其中，a为离子液体增塑剂[C8mim][BF4]浓度与渗透系数的曲线，b为离子液体增塑剂[C8mim][PF6]浓度与渗透系数的曲线，c为离子液体增塑剂[C4mim][PF6]浓度与渗透系数的曲线。
实施例10
分别以实施例4制备的含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Cyphos IL 104的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Aliquat 336的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂[A336][C272]的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂[A336][P507]的聚偏氟乙烯分离膜、含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂[A336][P204]的聚偏氟乙烯分离膜为分离膜，按照实施例9的方法和步骤进行Cr6+分离实验，结果参见表5，表5为本发明实施例4制备的含有不同萃取剂的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数。
表5本发明实施例4制备的含有不同萃取剂的聚偏氟乙烯分离膜对Cr6+的渗透系数
Figure BSA00000155412800101
实施例11
以实施例1制备的聚偏氟乙烯分离膜为分离膜，使用图2所示的分离装置在25℃时进行Cr6+分离实验，其中，向原料液池1中加入90mL含有100mg/L的Cr6+和0.10mol/L的HCl的原料液；向解析液池2中加入90mL浓度为0.20mol/L的NaOH溶液，开启磁力搅拌器4，以600转/分的速度搅拌，使Cr6+迁移。分离完成后，更换相同浓度和体积的原料液和解析液，不更换分离膜，继续进行分离试验，重复9次，结果参见图4，图4为本发明实施例提供的分离膜使用次数与渗透系数的柱状图。由图4可知，本发明提供的分离膜可以循环使用，且分离效果较好。
实施例12
以实施例4制备的含有增塑剂[C8mim][BF4]和萃取剂Aliquat 336的聚偏氟乙烯分离膜为分离膜，使用图2所示的分离装置在25℃时进行Fe3+分离实验，其中，向原料液池1中加入90mL含有560mg/L的Fe3+的原料液；向解析液池2中加入90mL浓度为1.0mol/L的HCl溶液，开启磁力搅拌器4，以600转/分的速度搅拌，使Fe3+迁移，得到分离膜对Fe3+的渗透系数为0.25μm/s。可见，本发明实施例提供的聚偏氟乙烯分离膜可以用于分离Fe3+。
比较例1
按照实施例1的方法和步骤制备聚偏氟乙烯膜，但是不加增塑剂和萃取剂，将所述聚偏氟乙烯膜进行电镜扫描，结果参见图5，图5为本发明比较例提供的不含增塑剂和萃取剂的聚偏氟乙烯膜的电镜照片。由图1和图5可知，离子液体增塑剂和萃取剂的加入改变了聚偏氟乙烯的形貌。
以上述不含增塑剂和萃取剂的聚偏氟乙烯膜为分离膜，使用图2所示的分离装置在25℃时进行Cr6+分离实验，其中，向原料液池1中加入90mL含有100mg/L的Cr6+和0.10mol/L的HCl的原料液；向解析液池2中加入90mL浓度为0.05mol/L的NaOH溶液，开启磁力搅拌器4，以600转/分的速度搅拌，结果发现膜对Cr6+的渗透系数为0，Cr6+并未发生迁移。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高分子分离膜，包括：
聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂；
所述萃取剂和增塑剂分散在所述聚偏氟乙烯微孔膜内；
其中，所述增塑剂为1,3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1,3-二烷基咪唑氟磷酸盐；
所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂；
所述高分子分离膜按照以下方法制备：
a）将聚偏氟乙烯、膜溶剂、增塑剂和萃取剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液25℃搅拌3min~5min，升温至35℃~45℃加热2~4天，得到第二混合液；
将所述第二混合液25℃搅拌25min~40min，升温至35℃~45℃加热8min~15min，得到铸膜液；
b）将所述铸膜液刮制于载体上，固化后得到初生膜；
c）去除所述初生膜中的膜溶剂，干燥后得到高分子分离膜。
2.根据权利要求1所述的高分子分离膜，其特征在于，所述聚偏氟乙烯微孔膜、萃取剂和增塑剂的质量比为1：0.01~1.2：0.3~0.4。
3.根据权利要求1所述的分离膜，其特征在于，所述增塑剂为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
4.根据权利要求1所述的分离膜，其特征在于，所述季鏻盐类萃取剂为十四烷基三辛基鏻二-（2，2，4-三甲基戊基）膦酸酯。
5.根据权利要求1所述的分离膜，其特征在于，所述季铵盐类萃取剂为氯化三烷基甲基铵、三烷基甲基铵二-（2，2，4-三甲基戊基）亚膦酸或三烷基甲基铵二-（2-乙基己基）膦酸酯。
6.一种高分子分离膜的制备方法，包括：
a）将聚偏氟乙烯、膜溶剂、增塑剂和萃取剂混合，得到第一混合液；
将所述第一混合液25℃搅拌3min~5min，升温至35℃~45℃加热2~4天，得到第二混合液；
将所述第二混合液25℃搅拌25min~40min，升温至35℃~45℃加热8min~15min，得到铸膜液；
所述增塑剂为1,3-二烷基咪唑氟硼酸盐或1,3-二烷基咪唑氟磷酸盐，所述萃取剂为季鏻盐类萃取剂或季铵盐类萃取剂；
b）将所述铸膜液刮制于载体上，固化后得到初生膜；
c）去除所述初生膜中的膜溶剂，干燥后得到高分子分离膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述聚偏氟乙烯、萃取剂和增塑剂的质量比为1：0.01~1.2：0.3~0.4。
8.根据权利要求6-7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯的分子量为800000~1200000。
9.根据权利要求6~7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
CN2010102064476A 2010-06-23 2010-06-23 一种高分子分离膜及其制备方法 Active CN101862606B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102064476A CN101862606B (zh) 2010-06-23 2010-06-23 一种高分子分离膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102064476A CN101862606B (zh) 2010-06-23 2010-06-23 一种高分子分离膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101862606A CN101862606A (zh) 2010-10-20
CN101862606B true CN101862606B (zh) 2012-09-05

Family

ID=42954645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102064476A Active CN101862606B (zh) 2010-06-23 2010-06-23 一种高分子分离膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101862606B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105603194A (zh) * 2016-01-29 2016-05-25 西安建筑科技大学 一种利用离子液体强化传质回收废水中铜和镍的液膜萃取方法
CN107441959A (zh) * 2017-08-24 2017-12-08 张阳 一种高分子分离膜及其制备方法
CN108043247A (zh) * 2018-01-08 2018-05-18 中国科学院长春应用化学研究所 一种聚偏氟乙烯基质分离膜及其制备方法
CN111628167B (zh) * 2020-06-28 2022-09-20 福建师范大学 一种锂离子电池用磷酸铁锂正极浆料的制备方法
CN113680215B (zh) * 2021-08-05 2024-04-09 江苏大学 一种稀土钇离子水相印迹膜及其对相邻重稀土的分离应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101229486A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 中国石油化工股份有限公司 有机溶剂分离用的离子液体支撑液膜的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101229486A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 中国石油化工股份有限公司 有机溶剂分离用的离子液体支撑液膜的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fukiko Kubota et al..Uphill Transport of Rare-Earth Metals through a Highly Stable Supported Liquid Membrane Based on an Ionic Liquid.《Analytical Sciences》.2010,第26卷(第3期),第289页右栏最后一段、第290页右栏第二段. *
Yinghui Liu et al..Removal of Cr(III, VI) by quaternary ammonium and quaternary phosphonium ionic liquids functionalized silica materials.《Chemical Engineering Journal》.2009,第158卷(第2期),摘要. *
YinghuiLiuetal..RemovalofCr(III VI) by quaternary ammonium and quaternary phosphonium ionic liquids functionalized silica materials.《Chemical Engineering Journal》.2009
You-In Park et al..Preparation of supported ionic liquid membranes (SILMs) for the removal of acidic gases from crude natural gas.《Desalination》.2009,第236卷(第1-3期),第1节. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101862606A (zh) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105536537B (zh) 一种萃取分离锂同位素的方法
Chen et al. An overview on membrane strategies for rare earths extraction and separation
CN105536536B (zh) 一种萃取锂同位素的萃取体系
CN101862606B (zh) 一种高分子分离膜及其制备方法
Zhang et al. Lithium extraction from synthetic brine with high Mg2+/Li+ ratio using the polymer inclusion membrane
Cai et al. Promising transport and high-selective separation of Li (I) from Na (I) and K (I) by a functional polymer inclusion membrane (PIM) system
Kubota et al. Application of ionic liquids to extraction separation of rare earth metals with an effective diglycol amic acid extractant
Neves et al. Liquid-liquid extraction of rare earth elements using systems that are more environmentally friendly: Advances, challenges and perspectives
Sastre et al. Improved techniques in liquid membrane separations: an overview
Parhi Supported liquid membrane principle and its practices: A short review
Zhu et al. The preparation of supported ionic liquids (SILs) and their application in rare metals separation
CN102382982B (zh) 一种液-液-液三相体系萃取分离稀土离子的方法
CN102618736B (zh) 稀土元素的萃取分离方法
Yadav et al. Studies on separation of rare earths from aqueous media by polyethersulfone beads containing D2EHPA as extractant
Baczyńska et al. Effect of the structure of polymer inclusion membranes on Zn (II) transport from chloride aqueous solutions
Kubota et al. Uphill transport of rare-earth metals through a highly stable supported liquid membrane based on an ionic liquid
CN106048221B (zh) 一种采用离子液体[omim]bf4萃取酸性溶液中轻稀土元素的方法
CN103451427B (zh) 一种重稀土与轻稀土金属的分离方法及分离萃取剂
Schlosser et al. Specific phenomena in carboxylic acids extraction by selected types of hydrophobic ionic liquids
WO1998010852A1 (en) Supported liquid membrane separation
Van Eygen et al. Efficient membrane-based affinity separations for chemical applications: A review
Bai et al. Efficient extraction of lithium ions from high Mg/Li ratio brine through the synergy of TBP and hydroxyl functional ionic liquids
CN105238926A (zh) 一种钇的萃取分离方法
Butt et al. Lithium harvesting from the most abundant primary and secondary sources: A comparative study on conventional and membrane technologies
Kaczorowska The use of polymer inclusion membranes for the removal of metal ions from aqueous solutions—The latest achievements and potential industrial applications: A Review

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHANGZHOU INSTITUTE OF ENERGY STORAGE MATERIALS +

Free format text: FORMER OWNER: CHANGCHUN INST. OF APPLIED CHEMISTRY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Effective date: 20131022

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 130000 CHANGCHUN, JILIN PROVINCE TO: 213017 CHANGZHOU, JIANGSU PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20131022

Address after: Changzhou City, Jiangsu province Hehai road 213017 No. 9

Patentee after: Changzhou Institute of Energy Storage Materials & Devices

Address before: 130000 Jilin City, Changchun province people's street, No. 5625

Patentee before: Changchun Institue of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences