CN104772051A - 一种共聚物亲水改性超滤膜及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共聚物亲水改性超滤膜，所述超滤膜按如下方法制备得到：将单体A、单体B、引发剂加到水和乙醇的混合溶剂中，在50～80℃下反应5～10h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于60～90℃下烘干备用，取干燥的共聚物用溶剂溶解，再加入膜材料溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经刮膜、蒸发、凝固、清洗，得到所述的超滤膜，放入甲醛溶液中保存备用；本发明共聚物亲水改性超滤膜可应用于去除水体中的重金属离子；本发明超滤膜的制备方法简便，性能优良，应用前景广。

Description

一种共聚物亲水改性超滤膜及其制备方法与应用

(一)技术领域

本发明涉及一种利用共聚物亲水改性的超滤膜及其制备方法，以及在去除水体中重金属离子的应用。

(二)背景技术

日益严重的污水蚕食了大量宝贵的水资源，污水中的重金属从水体进入土壤甚至蓄积到植物体或生物体内，最终对人类的生命健康造成严重危害。传统污水处理技术存在着出水质量不高、占地大、稳定性差等缺点。膜分离技术具有过程简单、分离效率高、无环境污染等优点，是解决当代能源、资源和环境问题的重要高新技术，目前其应用已涉足化工、食品、医药、生化、环保等领域，在节约能源、提高效率、净化环境等方面做出了重要贡献。传统的膜分离过程中存在着严重的膜污染现象，料液中存在的大分子物质、微粒或胶体等和膜材料之间存在物理、化学或机械截留作用，从而导致污染物在膜的表面或者孔道中停留，导致膜表面和内部被污染。膜污染已经成为了现今膜领域一个亟待解决的问题，膜污染的主要表现为膜通量降低，跨膜压差逐渐增大，截留率降低等，通过物理化学等方法改善膜污染已经成为了一个重要的国际前沿课题。

重金属通过矿山开采、金属冶炼加工、化工废水的排放以及生活垃圾的弃置等形式进入水体。这些重金属不能被生物降解而成为持久性污染物，对生态环境和人类的健康都会有极大的危害。含重金属离子废水的处理方法主要有吸附、沉淀、离子交换、膜处理等。由于纳滤和反渗透过程存在渗透速率较低、能量消耗高、操作费用高等缺点，渗透效率较高的超滤膜成为了新的选择。目前采用超滤膜去除重金属离子的方法大多是从改变重金属离子的性能出发，如胶束强化超滤膜(MEUF)、聚合物强化超滤膜(PEUF)。但是这些方法要先对重金属离子进行预处理，不仅造成水体的二次污染，也会使工艺过程复杂化。

现在市场上通用的膜材料有：聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯等，这些聚合物材料的本质特征都是疏水性的，表面能比较低，这种疏水性不仅使其在用于处理水基流体时需要较高的驱动力，还更容易造成膜污染。膜污染的存在使系统无法正常运行，减短了膜的使用寿命，频繁清洗与更换膜组 件使成本大大增加。所以本发明从提高膜的亲水性和重金属离子去除的性能出发，合成具有重金属吸附作用的共聚物并将其应用于膜材料的亲水改性。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种具有亲水性和去除重金属离子双重性能的超滤膜及其制备方法与应用。

本发明采用的技术方案是：

一种共聚物亲水改性超滤膜，所述超滤膜按如下方法制备得到：

(1)共聚物的合成：将单体A、单体B、引发剂加到水和乙醇体积比1：2～6的混合溶剂中，在50～80℃下反应5～10h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于60～90℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；其中，所述单体A、单体B各自独立选自下列化合物之一：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述单体A与单体B的物质的量之比为0.1～10：1；所述引发剂为过硫酸铵(APS)、亚硫酸氢钠(SDS)或偶氮二异丁腈(AIBN)；

(2)超滤膜的制备：取步骤(1)所得干燥的共聚物用溶剂溶解，再加入膜材料溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为10～40℃、湿度为40％～80％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发10～50s后，浸入0～30℃的去离子水中凝固20～40s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；其中，所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂。

进一步，本发明共聚物亲水改性超滤膜，所述步骤(1)中，单体A选自下列化合物之一：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯，单体B选自下列化合物之一：甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

步骤(1)中，推荐所述水和乙醇的混合溶剂的体积用量以所述单体A与单体B两者的质量总和计为1～5mL/g，优选2～3mL/g。

步骤(1)中，推荐所述引发剂的质量用量为所述单体A与单体B两者的质量总和的0.1％～3％，优选0.5％～2％；并且，优选所述的引发剂为偶氮二异丁腈 (AIBN)或过硫酸铵(APS)。

步骤(2)中，推荐所述溶剂的体积用量以所述干燥的共聚物的质量计为12～100mL/g，优选22～80mL/g；并且，优选所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或四氢呋喃。

步骤(2)中，通常所述的膜材料选自下列之一：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或纤维素；所述膜材料与所述干燥的共聚物的质量比可以为3～18：1。

本发明共聚物亲水改性超滤膜可用于去除水体中的重金属离子，方法为：将含有重金属离子的水体直接进行过膜处理，所述水体的过膜压力为0.1～0.5Mpa，使过膜后的水体除去重金属离子。所述重金属离子包括各种价态的铜、铬、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等重金属离子。

本发明中，“单体A”、“单体B”没有特殊的含义，均指聚合物单体，标记为“A”、“B”只是用于当两者不是同一单体时的区分。

本发明所采用的聚合物单体带有羟基、酯基、羧基或氨基等功能基团，故所得聚合物不仅具有亲水性和一定的刺激响应性，而且可以在一定程度上吸附重金属离子。本发明采用溶液聚合的方法将具有这些性质的物质聚合在一起，并采用共混的方法对膜材料进行改性，如此合成的聚合物会分布在膜的表面和孔道中，能够在很大程度上提高膜的亲水性和去除重金属离子的能力。

本发明的有益效果主要体现在：

(1)采用简便的合成方法将具有一些优良特性的物质聚合在一起，使膜的性能大幅提升。

(2)采用共混的方法对膜进行改性，可以使合成的聚合物均匀的分布在膜内，而且不会在过滤过程中流失，使膜的性能更持久稳定。

(3)通过调节聚合物合成时单体的比例，在一定程度上可以改变聚合物的链段分布，更好地控制聚合物改性后膜的性能。

(四)附图说明

图1为本发明实施例1共聚物P(MAA-co-DMAEMA)的合成路线；

图2为本发明实施例1所制备的超滤膜的SEM图；

图3为本发明实施例2所制备的超滤膜的SEM图。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于下述实施例，在不脱离本发明内容和范围内，变化实施都应包含在本发明的技术范围内。

实施例1

共聚物P(MAA-co-DMAEMA)单体比例1/2亲水改性共混膜

(1)共聚物的合成：将单体甲基丙烯酸(MAA，1.722g，0.02mol)、单体甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA，6.288g，0.04mol)、引发剂过硫酸铵(0.160g)加到水和乙醇体积比1：5的混合溶剂(22.68mL)中，在80℃下反应9h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于60℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；

(2)超滤膜的制备：取所得干燥的共聚物(0.2g)用溶剂N,N-二甲基甲酰胺(17.09mL)溶解，再加入膜材料聚砜(3.6g)溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为30℃、湿度为70％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发10s后，浸入5℃的去离子水中凝固20s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；

(3)所得超滤膜经纯水测试后，将纯水用Cu²⁺/Cr³⁺溶液代替，Cu²⁺/Cr³⁺在溶液中的浓度分别为4mg/l和10mg/l。在测Cu²⁺/Cr³⁺溶液通量时，先使所述溶液通过膜大概10min，待稳定后再进行通量的测定。取过膜后的滤出液3～4ml用于溶液中离子浓度的测定。Cu²⁺/Cr³⁺溶液中离子的初始浓度分别记为C_Cu,0和C_Cr,0，过膜后离子的浓度分别记为C_Cu,1和C_Cr,1。根据过膜前后溶液中离子浓度的变化考察膜的去除重金属离子的性能。重金属离子去除效率R_Cu/Cr计算公式如下：

$R_{\mathrm{Cu}/\mathrm{Cr}}=\frac{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cr},0}-C_{\mathrm{Cu},1}/C_{\mathrm{Cr},1}}{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cr},0}}\×100\%$

实验结果表明在单体MAA与单体DMAEMA物质的量之比为1：2、膜材料与所述干燥的共聚物的质量比可以为18：1时，共混膜水通量由原膜的25.35L/m²h提高到93.43L/m²h，静态接触角由原膜的89.2°降低到63.3°，说明经过共混改性后的膜具有很好的亲水性。原膜去除重金属的效果较差，对Cu²⁺/Cr³⁺的 去除率分别是59.5％和66.2％。原膜改性后，两种金属离子都可以被完全截留或吸附去除。

实施例2

共聚物P(MMA-co-HEMA)单体比例1/1亲水改性共混膜

(1)共聚物的合成：将单体甲基丙烯酸甲酯(MMA，2.002g，0.02mol)、单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA，2.603g，0.02mol)、引发剂偶氮二异丁腈(0.046g)加到水和乙醇体积比1：6的混合溶剂(13.11mL)中，在80℃下反应5h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于80℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；

(2)超滤膜的制备：取所得干燥的共聚物(0.6g)用溶剂四氢呋喃(17.77mL)溶解，再加入膜材料聚醚砜(3.6g)溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为25℃、湿度为65％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发50s后，浸入10℃的去离子水中凝固40s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；

(3)所得超滤膜经纯水测试后，将纯水用Cu²⁺/Cd²⁺溶液代替，Cu²⁺/Cd²⁺在溶液中的浓度分别为4mg/l和8mg/l。在测Cu²⁺/Cd²⁺溶液通量时，先使溶液通过膜大概10min，待稳定后再进行通量的测定。取过膜后的滤出液3～4ml用于溶液中离子浓度的测定。Cu²⁺/Cd²⁺溶液中离子的初始浓度分别记为C_Cu,0和C_Cd,0，过膜后离子的浓度分别记为C_Cu,1和C_Cd,1。根据过膜前后溶液中离子浓度的变化考察膜的去除重金属离子的性能。重金属离子去除效率R_Cu/Cd计算公式如下：

$R_{\mathrm{Cu}/\mathrm{Cd}}=\frac{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cd},0}-C_{\mathrm{Cu},1}/C_{\mathrm{Cd},1}}{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cd},0}}\×100\%$

实验结果表明在单体MMA与单体HEMA物质的量之比为1：1、膜材料与所述干燥的共聚物的质量比为6：1时，共混膜水通量由原膜的25.35L/m²h提高到62.08L/m²h，静态接触角由原膜的89.2°降低到65.33°，说明经过共混改性后的膜具有很好的亲水性。原膜去除重金属的效果较差，对Cu²⁺/Cd²⁺的去除率分别是59.5％和65.7％。原膜改性后，铜离子(Cu²⁺)可以被完全截留或吸附去除，镉离子(Cd²⁺)的去除率为99.9％。

实施例3

共聚物P(MMA-co-DMAEMA)单体比例2/1亲水改性共混膜

(1)共聚物的合成：将单体甲基丙烯酸甲酯(MMA，4.001g，0.04mol)、单体甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA，3.144g，0.02mol)、引发剂偶氮二异丁腈(0.071g)加到水和乙醇体积比1：4的混合溶剂(16.65mL)中，在70℃下反应10h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质60℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；

(2)超滤膜的制备：取所得干燥的共聚物(0.4g)用溶剂N,N-二甲基乙酰胺(17.37mL)溶解，再加入膜材料聚砜(3.6g)溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为40℃、湿度为60％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发10s后，浸入30℃的去离子水中凝固20s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；

(3)所的超滤膜经纯水测试后，将纯水用Pb²⁺/Cr³⁺溶液代替，Pb²⁺/Cr³⁺在溶液中的浓度分别为8mg/l和10mg/l。在测Pb²⁺/Cr³⁺溶液通量时，先使溶液通过膜大概10min，待稳定后再进行通量的测定。取过膜后的滤出液3～4ml用于溶液中离子浓度的测定。Pb²⁺/Cr³⁺溶液中离子的初始浓度分别记为C_Pb,0和C_Cr,0，过膜后离子的浓度分别记为C_Pb,1和C_Cr,1。根据过膜前后溶液中离子浓度的变化考察膜的去除重金属离子的性能。重金属离子去除效率R_Pb/Cr计算公式如下：

$R_{\mathrm{Pb}/\mathrm{Cr}}=\frac{C_{\mathrm{Pb},0}/C_{\mathrm{Cr},0}-C_{\mathrm{Pb},1}/C_{\mathrm{Cr},1}}{C_{\mathrm{Pb},0}/C_{\mathrm{Cr},0}}\×100\%$

实验结果表明在单体MMA与单体DMAEMA物质的量之比为2：1、膜材料与所述干燥的共聚物的质量比为9：1时，共混膜水通量由原膜的25.35L/m²h提高到49.75L/m²h，静态接触角由原膜的89.2°降低到68.77°，说明经过共混改性后的膜具有很好的亲水性。原膜去除重金属的效果较差，对Pb²⁺/Cr³⁺的去除率分别是60.4％和66.2％。原膜改性后，铅离子(Pb²⁺)的去除率为99.8％，铬离子(Cr³⁺)可以被完全截留或吸附去除。

实施例4

共聚物P(HEMA-co-DMAEMA)单体比例3/1亲水改性共混膜

(1)共聚物的合成：将单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA，7.808g，0.06mol)、单体甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA，3.144g，0.02mol)、引发剂 偶氮二异丁腈(0.219g)加到水和乙醇体积比1：2的混合溶剂(29.74mL)中，在70℃下反应8h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于70℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；

(2)超滤膜的制备：取所得干燥的共聚物(0.8g)用溶剂N,N-二甲基乙酰胺(16.63mL)溶解，再加入膜材料聚偏氟乙烯(3.6g)溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为10℃、湿度为75％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发50s后，浸入20℃的去离子水中凝固20s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；

(3)所的超滤膜经纯水测试后，将纯水用Cu²⁺/Cr³⁺溶液代替，Cu²⁺/Cr³⁺在溶液中的浓度分别为4mg/l和10mg/l。在测Cu²⁺/Cr³⁺溶液通量时，先使溶液通过膜大概10min，待稳定后再进行通量的测定。取过膜后的滤出液3～4ml用于溶液中离子浓度的测定。Cu²⁺/Cr³⁺溶液中离子的初始浓度分别记为C_Cu,0和C_Cr,0，过膜后离子的浓度分别记为C_Cu,1和C_Cr,1。根据过膜前后溶液中离子浓度的变化考察膜的去除重金属离子的性能。重金属离子去除效率R_Cu/Cr计算公式如下：

$R_{\mathrm{Cu}/\mathrm{Cr}}=\frac{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cr},0}-C_{\mathrm{Cu},1}/C_{\mathrm{Cr},1}}{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cr},0}}\×100\%$

实验结果表明在单体HEMA与单体DMAEMA物质的量之比为3：1、膜材料与所述干燥的共聚物的质量比为4.5：1时，共混膜水通量由原膜的25.35L/m²h提高到48.68L/m²h，静态接触角由原膜的89.2°降低到70.21°，说明经过共混改性后的膜具有很好的亲水性。原膜去除重金属的效果较差，对Cu²⁺/Cr³⁺的去除率分别是59.5％和66.2％。原膜改性后，两种金属离子都可以被完全截留或吸附去除。

实施例5

共聚物P(MMA-co-DMC)单体比例6/1亲水改性共混膜

(1)共聚物的合成：将单体甲基丙烯酸甲酯(MMA，6.007g，0.06mol)、单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC，2.077g，0.01mol)、引发剂过硫酸铵(0.040g)加到水和乙醇体积比1：4的混合溶剂(22.69mL)中，在70℃下反应10h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于60℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；

(2)超滤膜的制备：取所得干燥的共聚物(0.6g)用溶剂N,N-二甲基甲酰胺(16.67mL)溶解，再加入膜材料聚醚砜(3.6g)溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为25℃、湿度为50％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发20s后，浸入10℃的去离子水中凝固40s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；

(3)所的超滤膜经纯水测试后，将纯水用Pb²⁺/Cd²⁺溶液代替，Pb²⁺/Cd²⁺在溶液中的浓度分别为8mg/l和8mg/l。在测Pb²⁺/Cd²⁺溶液通量时，先使溶液通过膜大概10min，待稳定后再进行通量的测定。取过膜后的滤出液3～4ml用于溶液中离子浓度的测定。Pb²⁺/Cd²⁺溶液中离子的初始浓度分别记为C_Pb,0和C_Cd,0，过膜后离子的浓度分别记为C_Pb,1和C_Cd,1。根据过膜前后溶液中离子浓度的变化考察膜的去除重金属离子的性能。重金属离子去除效率R_Pb/Cd计算公式如下：

$R_{\mathrm{Pb}/\mathrm{Cd}}=\frac{C_{\mathrm{Pb},0}/C_{\mathrm{Cd},0}-C_{\mathrm{Pb},1}/C_{\mathrm{Cd},1}}{C_{\mathrm{Pb},0}/C_{\mathrm{Cd},0}}\×100\%$

实验结果表明在单体MMA与单体DMC物质的量之比为6：1、膜材料与所述干燥的共聚物的质量比为6：1时，共混膜水通量由原膜的25.35L/m²h提高到56.87L/m²h，静态接触角由原膜的89.2°降低到63.71°，说明经过共混改性后的膜具有很好的亲水性。原膜去除重金属的效果较差，对Pb²⁺/Cd²⁺的去除率分别是60.4％和65.7％。原膜改性后，两种金属离子都可以被完全截留或吸附去除。

实施例6

共聚物PMMA亲水改性共混膜

(1)共聚物的合成：将单体甲基丙烯酸甲酯(MMA，5.006g，0.05mol)、引发剂偶氮二异丁腈(0.050g)加到水和乙醇体积比1：4的混合溶剂(14.04mL)中，在80℃下反应9h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于60℃下烘干干燥的共聚物，备用；

(2)超滤膜的制备：取所得干燥的共聚物(0.6g)用溶剂N,N-二甲基甲酰胺(16.67mL)溶解，再加入膜材料聚砜(3.6g)溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为25℃、湿度为70％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发10s后，浸入20℃的去离子水中凝固40s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；

(3)所得超滤膜经纯水测试后，将纯水用Cu²⁺/Cr³⁺溶液代替，Cu²⁺/Cr³⁺在溶液中的浓度分别为4mg/l和10mg/l。在测Cu²⁺/Cr³⁺溶液通量时，先使所述溶液通过膜大概10min，待稳定后再进行通量的测定。取过膜后的滤出液3～4ml用于溶液中离子浓度的测定。Cu²⁺/Cr³⁺溶液中离子的初始浓度分别记为C_Cu,0和C_Cr,0，过膜后离子的浓度分别记为C_Cu,1和C_Cr,1。根据过膜前后溶液中离子浓度的变化考察膜的去除重金属离子的性能。重金属离子去除效率R_Cu/Cr计算公式如下：

$R_{\mathrm{Cu}/\mathrm{Cr}}=\frac{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cr},0}-C_{\mathrm{Cu},1}/C_{\mathrm{Cr},1}}{C_{\mathrm{Cu},0}/C_{\mathrm{Cr},0}}\×100\%$

实验结果表明在单体为MMA、膜材料与所述干燥的共聚物的质量比为6：1时，共混膜水通量由原膜的25.35L/m²h提高到54.66L/m²h，静态接触角由原膜的89.2°降低到64.58°，说明经过共混改性后的膜具有很好的亲水性。原膜去除重金属的效果较差，对Cu²⁺/Cr³⁺的去除率分别是59.5％和66.2％。原膜改性后，两种金属离子都可以被完全截留或吸附去除。

Claims (9)

1.一种共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于，所述超滤膜按如下方法制备得到：

(1)共聚物的合成：将单体A、单体B、引发剂加到水和乙醇体积比1：2～6的混合溶剂中，在50～80℃下反应5～10h后，反应液经沉淀过滤，所得固体物质于60～90℃下烘干得到干燥的共聚物，备用；其中，所述单体A、单体B各自独立选自下列化合物之一：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述单体A与单体B的物质的量之比为0.1～10：1；所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠或偶氮二异丁腈；

(2)超滤膜的制备：取步骤(1)所得干燥的共聚物用溶剂溶解，再加入膜材料溶解，搅拌均匀得到铸膜液，所得铸膜液经过静置去泡后，在温度为10～40℃、湿度为40％～80％的条件下刮膜，刮好的膜在空气中蒸发10～50s后，浸入0～30℃的去离子水中凝固20～40s，凝固后将膜取出经水清洗，得到所述的超滤膜，所得超滤膜放入甲醛溶液中保存备用；其中，所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂。

2.如权利要求1所述的共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于步骤(1)中，单体A选自下列化合物之一：甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯，单体B选自下列化合物之一：甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

3.如权利要求1所述的共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于步骤(1)中，所述水和乙醇的混合溶剂的体积用量以所述单体A与单体B两者的质量总和计为1～5mL/g。

4.如权利要求1所述的共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于步骤(1)中，所述引发剂的质量用量为所述单体A与单体B两者的质量总和的0.1％～3％。

5.如权利要求1所述的共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于步骤(2)中，所述溶剂的体积用量以所述干燥的共聚物的质量计为12～100mL/g。

6.如权利要求1所述的共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于步骤(2)中，所述的膜材料选自下列之一：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮或纤维素。

7.如权利要求1所述的共聚物亲水改性超滤膜，其特征在于步骤(2)中，所述膜材料与所述干燥的共聚物的质量比为3～18：1。

8.如权利要求1～7之一所述的共聚物亲水改性超滤膜在去除水体重金属离子中的应用，其特征在于，所述应用方法为：将含有重金属离子的水体直接进行过膜处理，所述水体的过膜压力为0.1～0.5MPa，使过膜后的水体除去重金属离子。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述重金属离子为铜、铬、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银离子。