CN104558646B - 具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备和应用 - Google Patents
具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104558646B CN104558646B CN201410813569.XA CN201410813569A CN104558646B CN 104558646 B CN104558646 B CN 104558646B CN 201410813569 A CN201410813569 A CN 201410813569A CN 104558646 B CN104558646 B CN 104558646B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ionic liquid
- polyvinyl chloride
- preparation
- anion response
- anion
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
本发明属于高分子材料领域，具体公开了一种具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备及其应用。制备方法包括以下步骤，先制备聚氯乙烯固载离子液体聚合物，然后经过浸没沉淀相转化法制备出具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯润湿开关膜。本发明工艺简单，原料易得，反应时间短，阴离子响应条件温和，不需要昂贵的仪器，易于工业化实施，制备的阴离子响应性离子液体‑聚氯乙烯润湿开关膜具有良好的抗污染性能，且保留了聚氯乙烯膜的良好的物理性能，稳定性好，具有阴离子响应性。该膜可用于阴离子检测，通过膜表面的接触角变化来判断所处溶液中阴离子的类型，效率高且操作简单。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法和应用。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是一种常用的合成聚合物成膜材料，具有良好的机械性能、热稳定性、耐溶剂性以及耐微生物腐蚀性。但是由于其低表面能和强疏水性的性质导致它的抗污染性和生物相容性较差，由其制备的聚合物多孔膜在实际应用的时候容易引起非特异性蛋白质吸附。前人针对其不足所做的膜改性，都是使PVC膜的表面趋于单一亲水性或单一疏水性。但是在特定的领域内，需要聚合物膜具有仿生性能和独特的可开关性能，从而在智能膜领域得到更充分的应用。
离子液体本身作为一种绿色环保催化剂和反应溶剂一直受到国内外学者的重视。而且离子液体本身的结构特征，使其具有结构可调节性，但离子液体在使用过程中的回收问题一直没能得到解决。
为解决上述问题，本发明利用聚氯乙烯表面的卤素Cl原子与N-甲基咪唑、N-乙基咪唑或N-丙基咪唑等咪唑类试剂反应制备出聚氯乙烯固载离子液体聚合物，然后得到一种具有阴离子响应性的离子液-聚氯乙烯润湿开关膜。这种方法省去了繁琐的操作，不需利用昂贵的仪器，并且不影响离子液体的功能性，所制得的离子液-聚氯乙烯润湿开关膜在智能开关润湿膜等领域具有广泛的潜在应用价值，尤其在阴离子检测方面具有实际应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的一些不足，提供一种具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法。该制备工艺简单，易于操作，不需要昂贵的仪器，易于推广；且制得的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜在智能开关润湿膜等领域具有广泛的潜在应用价值，特别是在阴离子探测方面的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）聚氯乙烯固载离子液聚合物的制备：将聚氯乙烯、咪唑类试剂溶于溶剂中，在60-85℃，氩气气氛保护下，反应12-48h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱内25-50℃真空干燥，制得聚氯乙烯固载离子液体聚合物；
（2）具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备：将聚氯乙烯固载离子液体聚合物和成孔剂溶于有机溶剂，60-85℃搅拌至均匀，配成铸膜液；将铸膜液冷却、脱泡、刮膜后，放入温度为30-65℃的去离子水凝固浴中，去除溶剂后用去离子水清洗自然晾干，制得具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
步骤（1）所述的咪唑类试剂为N-甲基咪唑、N-乙基咪唑或N-丙基咪唑。
步骤（1）所述的溶剂为乙醇和水的混合溶剂，体积比为5:1-1:5。
步骤（1）所述的聚氯乙烯和咪唑类试剂的质量比为4:1-1:6。
步骤（2）所述的成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇类聚合物、KCl、氯化锂中的一种或多种。
步骤（2）所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种。
步骤（2）所述的铸膜液中聚氯乙烯固载离子液聚合物所占比例为8-25wt%。
一种如上所述的制备方法制得的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的应用：用于阴离子检测。
检测时，阴离子响应条件为：反应时间为2h，反应溶剂为丙酮/水为1:1，盐的浓度为0.15g/ml，反应温度为30℃。
所述的盐为NaCl，NaBF4，KPF6，AgNO3中的一种。
本发明的有益效果在于：
1）与现有技术相比，本发明成功制备了具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜，该膜具有以下优点：（1）优良的稳定性能；（2）良好的机械性能；（3）良好的自清洁抗污染性能；（4）离子液体不易流失；（5）阴离子响应性能；
2）制备工艺简单，易于操作，设备低廉，易于推广。
附图说明
图1具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的亲水性测定结果；
图2阴离子响应性离子液体-聚氯乙烯膜的离子响应性的稳定性，注：：PVC-mimCl膜；：PVC-mimPF6膜；：PVC-mimBF4膜。
具体实施方式
以下是本发明的几个具体实例，是对本发明的进一步描述，但本发明不限于以下实施例。
实施例1
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备过程：
（1）聚氯乙烯固载离子液体聚合物的制备
将聚氯乙烯粉末分散于乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为5:1，再加入N-甲基咪唑，聚氯乙烯粉末和N-甲基咪唑的质量比为1:4，氩气保护，70℃反应24h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱25℃干燥，制备成聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末；
（2）具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备
将聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末和聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基亚砜中，配成聚氯乙烯固载离子液体聚合物所占比例为15wt%的铸膜液，70℃搅拌至均匀；溶液冷却、脱泡、刮膜，放入去离子水凝固浴中，温度为50℃，去除溶剂后用去离子水清洗，自然晾干，得到具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜在阴离子探测方面的实际应用：
将制备的膜放置在浓度为0.15g/ml的含有未知阴离子的盐溶液中，溶剂为丙酮/水(v:v=1:1)，温度为30℃，反应时间为2h；然后将反应后的膜用去离子水清洗3次，室温真空干燥24h；测试干燥后的膜表面的接触角变化，通过接触角变化和标准接触角变化（如图1和图2所示），即可确定未知阴离子的盐溶液中的阴离子类型。
实施例2
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备过程：
（1）聚氯乙烯固载离子液体聚合物的制备
将聚氯乙烯粉末分散于乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为3:1，再加入N-乙基咪唑，聚氯乙烯粉末和N-乙基咪唑的质量比为1:6，氩气保护下60℃反应48h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱50℃干燥，制备成聚氯乙烯固载离子液体聚合物；
（2）具有阴离子响应性的离子液-聚氯乙烯润湿开关膜的制备
将聚氯乙烯固载离子液体聚合物和聚乙烯吡咯烷酮溶于有机溶剂，60℃搅拌至均匀，配成聚氯乙烯固载离子液体聚合物所占比例为25wt%的铸膜液；将铸膜液冷却、脱泡、刮膜后，放入温度为65℃的去离子水凝固浴中，去除溶剂后用去离子水清洗自然晾干，制得具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
实施例3
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备过程：
（1）聚氯乙烯固载离子液体聚合物的制备
将聚氯乙烯粉末分散于乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1:1，再加入N-丙基咪唑，聚氯乙烯粉末和N-丙基咪唑的质量比为4:1，氩气保护，85℃反应12h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱内25℃干燥，制备成聚氯乙烯固载离子液体聚合物；
（2）具有阴离子响应性的离子液-聚氯乙烯润湿开关膜的制备
将聚氯乙烯固载离子液体聚合物和KCl溶于N,N-二甲基甲酰胺，85℃搅拌至均匀，配成聚氯乙烯固载离子液体聚合物所占比例为8wt%的铸膜液；将铸膜液冷却、脱泡、刮膜后，放入温度为30℃的去离子水凝固浴中，去除溶剂后用去离子水清洗自然晾干，制得具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
实施例4
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备过程：
（1）聚氯乙烯固载离子液体聚合物的制备
将聚氯乙烯粉末分散于乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1:5，再加入N-甲基咪唑，聚氯乙烯粉末和N-甲基咪唑的质量比为3:1，氩气保护，70℃反应24h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱25℃干燥，制备成聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末；
（2）具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备
将聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末和聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基亚砜中，配成聚氯乙烯固载离子液体聚合物所占比例为15wt%的铸膜液，70℃搅拌至均匀；溶液冷却、脱泡、刮膜，放入去离子水凝固浴中，温度为50℃，去除溶剂后用去离子水清洗，自然晾干，得到具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
实施例5
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备过程：
（1）聚氯乙烯固载离子液体聚合物的制备
将聚氯乙烯粉末分散于乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为3:1，再加入N-甲基咪唑，聚氯乙烯粉末和N-甲基咪唑的质量比为1:2，氩气保护，70℃反应24h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱25℃干燥，制备成聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末；
（2）具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备
将聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末和聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基亚砜中，配成聚氯乙烯固载离子液体聚合物所占比例为15wt%的铸膜液，70℃搅拌至均匀；溶液冷却、脱泡、刮膜，放入去离子水凝固浴中，温度为50℃，去除溶剂后用去离子水清洗，自然晾干，得到具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
实施例6
具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备过程：
（1）聚氯乙烯固载离子液体聚合物的制备
将聚氯乙烯粉末分散于乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为3:1，再加入N-甲基咪唑，聚氯乙烯粉末和N-甲基咪唑的质量比为1:1，氩气保护，70℃反应24h，溶液冷却、离心，并用乙醇和去离子水反复洗涤，真空烘箱25℃干燥，制备成聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末；
（2）具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备
将聚氯乙烯固载离子液体聚合物粉末和聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基亚砜中，配成聚氯乙烯固载离子液体聚合物所占比例为15wt%的铸膜液，70℃搅拌至均匀；溶液冷却、脱泡、刮膜，放入去离子水凝固浴中，温度为50℃，去除溶剂后用去离子水清洗，自然晾干，得到具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜。
以上所述仅为本发明较佳实例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1. 一种具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）聚氯乙烯固载离子液聚合物的制备：将聚氯乙烯、咪唑类试剂溶于溶剂中，在
60-85℃，氩气气氛保护下，反应12-48h，经洗涤、干燥后制得聚氯乙烯固载离子液体聚合物；
（2）具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备：将聚氯乙烯固载离子液体聚合物和成孔剂溶于有机溶剂，60-85℃搅拌至均匀，配成铸膜液；将铸膜液冷却、脱泡、刮膜后，放入温度为30-65℃的去离子水凝固浴中，去除溶剂后用去离子水清洗自然晾干，制得具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜；
步骤（1）所述的咪唑类试剂为N-甲基咪唑、N-乙基咪唑或N-丙基咪唑；
步骤（2）所述的成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇类聚合物、KCl、氯化锂中的一种或多种；
步骤（1）所述的聚氯乙烯和咪唑类试剂的质量比为4:1-1:6。
2. 根据权利要求1 所述的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的溶剂为乙醇和水的混合溶剂，体积比为5:1-1:5。
3. 根据权利要求1 所述的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N- 甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种。
4. 根据权利要求1 所述的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的铸膜液中聚氯乙烯固载离子液聚合物所占比例为8-25wt%。
5. 一种如权利要求1 所述的制备方法制得的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的应用，其特征在于：用于阴离子检测。
6. 根据权利要求5 所述的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的应用，其特征在于：检测时，阴离子响应条件为：反应时间为2h，反应溶剂为丙酮/ 水为1:1，盐的浓度为0.15g/ml，反应温度为30℃。
7.根据权利要求6所述的具有阴离子响应性的离子液体-聚氯乙烯膜的应用，其特征在于：所述的盐为NaCl，NaBF4，KPF6，AgNO3中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410813569.XA CN104558646B (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410813569.XA CN104558646B (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104558646A CN104558646A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104558646B true CN104558646B (zh) | 2017-07-04 |
Family
ID=53075777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410813569.XA Expired - Fee Related CN104558646B (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104558646B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107189291B (zh) * | 2017-05-03 | 2019-03-22 | 东北大学 | 一种基于聚氯乙烯的耐高温聚合物电解质膜的制备方法 |
| CN110860211B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-10-19 | 绿邦膜分离技术（江苏）有限公司 | 一种均相pvc基阴离子交换膜制备方法 |
| CN111518346A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-11 | 南通慧源塑胶有限公司 | 咪唑型离子液体修饰二氧化硅改性pvc薄膜及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101721923A (zh) * | 2009-11-23 | 2010-06-09 | 天津工业大学 | 温度响应型聚偏氟乙烯平板分离膜制备方法 |
| CN102199846A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-09-28 | 华南师范大学 | 一种多孔聚合物电解质支撑膜材料及其制备方法和应用 |
| CN102702564A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-10-03 | 浙江工商大学 | 具有离子敏感性的荷电聚偏氟乙烯共混多孔膜的制备方法及产品 |
-
2014
- 2014-12-24 CN CN201410813569.XA patent/CN104558646B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101721923A (zh) * | 2009-11-23 | 2010-06-09 | 天津工业大学 | 温度响应型聚偏氟乙烯平板分离膜制备方法 |
| CN102199846A (zh) * | 2011-04-29 | 2011-09-28 | 华南师范大学 | 一种多孔聚合物电解质支撑膜材料及其制备方法和应用 |
| CN102702564A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-10-03 | 浙江工商大学 | 具有离子敏感性的荷电聚偏氟乙烯共混多孔膜的制备方法及产品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104558646A (zh) | 2015-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104558646B (zh) | 具有阴离子响应性的离子液体‑聚氯乙烯膜的制备和应用 | |
| Savari et al. | Electrolysis of sodium chloride using composite poly (styrene-co-divinylbenzene) cation exchange membranes | |
| CN103087342B (zh) | 一种氧化石墨烯/pvdf共混阳离子交换膜及其制备方法 | |
| CN102863647B (zh) | 一种有机-无机杂化离子膜的制备方法 | |
| CN106040013B (zh) | 一种双极膜及其制备方法 | |
| CN106345324B (zh) | 一种杂化离子交换膜的制备方法 | |
| CN104868079B (zh) | 一种高浸润性锂离子电池隔膜的制备方法 | |
| CN101844042A (zh) | 一种基于离子液体的阴离子交换膜的制备方法 | |
| CN103387690A (zh) | 一种交联型复合阴离子交换膜的制备方法 | |
| CN104084057B (zh) | 一种扩散渗析阳离子交换膜的制备方法 | |
| CN104371128B (zh) | 高强度机械性能碱性阴离子交换复合膜、制备及应用 | |
| CN104437119B (zh) | 一种基于聚氯乙烯离子液的聚合物微孔膜及其制备方法 | |
| CN104941468B (zh) | 一种半互穿网络型阴离子交换膜及其制备方法 | |
| CN101168947A (zh) | 一种超疏水纸及其制备方法 | |
| CN103861476A (zh) | 一种聚偏氟乙烯复合介孔膜的制备方法 | |
| CN104548973A (zh) | 功能化氧化石墨烯/聚醚砜共混超滤膜的制备及催化再生 | |
| CN103035932A (zh) | 基于咪唑鎓盐的聚合物阴离子交换膜及其制备方法 | |
| CN105013332B (zh) | 纳流二极管膜及其制备方法与应用 | |
| CN104607059B (zh) | 一种氯乙烯聚合物离子液体多孔膜的制备方法 | |
| CN103864977B (zh) | 一种多硅交联剂及其扩散渗析专用阴离子膜的制备方法 | |
| CN101219349B (zh) | 含有改性马来酰亚胺低聚物的交换膜 | |
| CN103951778B (zh) | 超浓苯丙乳液制备石墨烯/苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯复合导电材料的方法 | |
| CN109535454A (zh) | 铅离子响应型智能膜及其制备方法和水样中铅离子的检测方法 | |
| US20230333047A1 (en) | Reference electrode with speek/il sandwich structure, and preparation method and use thereof | |
| CN106582303A (zh) | 一种聚偏氟乙烯疏水分离膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 350002 Fuzhou, Gulou District, Fujian Industrial Road, No. 523 Applicant after: Fuzhou University Address before: Minhou County of Fuzhou City, Fujian province 350108 Street Town Road No. 2 University City School District of Fuzhou University Applicant before: Fuzhou University |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 350108 FUZHOU, FUJIAN PROVINCE TO: 350002 FUZHOU, FUJIAN PROVINCE |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170704 Termination date: 20191224 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |