CN106179002B - 一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于膜分离领域，具体涉及一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，可解决现有技术中对很多小分子物质的截留率低，致使毒害物质的去除不能达标，纳滤技术的操作成本高的问题，该制备方法先采用相转化成膜法制得氯甲基聚砜（CMPSF）不对称微滤膜；然后通过表面化学改性，在微滤膜表面引入伯氨基；最后在构建‑NH2/S2O8 2‑表面引发体系的基础上，使叔胺单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEMA）接枝聚合于膜表面，制得了接枝有功能大分子PDMAEMA的多孔接枝膜PSF‑g‑PDMAEMA。所制备的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜可以对CrO4 2‑和MoO4 2‑两种毒性阴离子达到高效的去除。

Description

一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜
技术领域
本发明属于膜分离领域，具体涉及一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，该微滤膜具有结合阴离子的作用，其应用于水介质中阴离子的吸附和分离。
背景技术
膜分离技术作为新型分离技术，在工业生产中得到了大规模应用，在现代化工生产中发挥着十分重要的作用，尤其在工业废水的处理与水环境的保护方面，膜分离技术是十分有效的技术之一，具有工艺简单、高效节能及操作方便等优点。在工业废水处理中，目前使用的压力驱动的固体膜大多为多孔膜，如微滤、超滤及纳滤膜，使用多孔膜去除与分离毒害物质的机理是截留筛分机制，即按被分离物质粒子体积的大小进行选择性截留。由于纳滤膜对相对分子质量在200-1000的有机物和高价离子都具有很高的截留率，且驱动压力也不十分高，还能保持较高的流通量，因此，在目前工业废水的深度处理（水质净化处理）中，比如印染废水、冶金废水、电镀废水、制药废水等的深度处理，纳滤膜分离技术发挥着十分重要的作用。但是，即使使用纳滤膜，对很多小分子物质的截留率也是很低的，致使毒害物质的去除不能达标，而且纳滤技术的操作成本也比较高。于是人们又采取新的措施进一步改进膜分离技术：（1）使膜分离与其它技术相组合（又称为集成技术），既能保持膜分离过程的高流通量，又能高效地去除毒害物质，比如膜分离技术藕合离子交换、膜分离-催化降解集成技术、膜分离-吸附过程相组合等；（2）设法对多孔膜进行改性，使多孔膜得以功能化，使之具有了吸附性能，这也是进一步发展膜分离技术的一个重要方向。比如，在膜材料中添加吸附剂颗粒，形成具有吸附能力的多孔复合膜；或通过化学改性，将离子交换基团、螯合基团、亲和配基、疏水配基等功能性基团引入多孔膜表面，使多孔膜对被分离或去除的物质产生强烈的吸附性能，其中，在多孔膜表面接枝具有吸附功能的大分子是一种十分有效的途径。
聚砜类材料作为一类性能优异的膜材料近年来被广泛用于膜分离过程。这类材料由于在其主链上含有砜基和芳环，致使其具有优良的热稳定性、化学稳定性、耐酸碱腐蚀性和高温熔融稳定性。此外聚砜类材料还具有优良的机械性能、电性能、透明性和食品卫生性。为了进一步提高聚砜膜的分离性能，聚砜膜的化学改性成为一种重要的手段。通过化学改性在聚砜类膜材料上引入一些功能性基团，使分离膜对某些组分具有一定的选择透过性。开发更多的聚砜膜改性方法，获得性能更优异的膜材料，必将促使聚砜类分离膜在更多领域、更严格的条件下获得更广泛的应用。
发明内容
本发明针对现有技术中对很多小分子物质的截留率低，致使毒害物质的去除不能达标，纳滤技术的操作成本高的问题，提供：（1）一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜；（2）一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备方法；（3）一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜应用于吸附和分离水介质中的阴离子；（4）一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜吸附性能测定方法。
本发明中所用的氯甲基化聚砜CMPSF可以按照文献[王明娟，高保娇，杜俊玫，应用化学,2013，30(3):283-289] 中所述方法制备。
本发明采用如下的技术方案实现：
一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，由密实的皮层与大孔的支撑结构构成的聚砜基膜和叔胺功能化聚合物组成，结构如下式（Ⅰ），
式（Ⅰ）。
其膜厚度约为180μm，微孔孔径1-2μm，其中表面聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的接枝度为0.60-0.64mg/cm2。
（一）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步，氯甲基化聚砜CMPSF基膜的制备：取0.8-1.0gCMPSF 溶于6-7mL一号溶剂中，并在搅拌条件下加入0.20-0.22g致孔剂，静置脱泡；将溶液倒在水平玻璃板上，刮匀，形成均匀薄层，迅速放入水浴中，相转化成膜；将膜置于蒸馏水中多次换水浸泡，真空烘干后，即得CMPSF不对称多孔基膜；
第二步，氨基化聚砜膜的制备：将1gCMPSF不对称多孔膜浸泡在乙二胺中，使乙二胺与CMCPS膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，20-25℃下浸泡15-20min后，将膜取出，用甲醇和蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，即得氨基化聚砜膜AMPSF；
第三步，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备：将AMPSF膜置于60-70 mL 二号溶剂中，使之溶胀2 h，加入叔胺单体，通氮气30 min，然后将体系升温至50-55℃，加入引发剂，恒温并在搅拌下反应10-12h，将膜取出，用体积比1:1的甲醇与水的混合液浸泡、洗涤，真空干燥至恒重，即得聚砜侧链接枝聚叔胺PSF-g-PDMAEMA微滤膜。
第一步中所述的一号溶剂为二甲基乙酰胺；所述的致孔剂为聚乙二醇PEG-400。
第三步中所述的二号溶剂为体积比1:1的DMF和水的混合液；所述的叔胺单体为甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯DMAEMA，其用量为AMPSF膜和二号溶剂混合溶液的4.5-5 %；所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，其用量为叔胺单体质量的1-1.05%。
（二）聚砜侧链接枝聚叔胺PSF-g-PDMAEMA微滤膜应用于水介质中阴离子的吸附和分离。
（三）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜吸附性能测定方法，包括如下步骤：
以水介质中CrO4 2-和MoO4 2-两种毒性阴离子为目标去除物，以考察研究微滤膜PSF-g-PDMAEMA对它们的吸附性能。即配制浓度为10mmol/L、pH值系列变化的K2CrO4或Na2MoO4阴离子水溶液，将0.02 g的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA，准确测量其面积，并剪为几块，分别置于20mL上述水溶液中，然后在水浴恒温振荡器中15℃进行等温吸附实验，用分光光度法（λ=540nm）测定上清液中阴离子浓度，测定聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA在不同pH条件下对它们的吸附性能。
按公式（1）计算阴离子的平衡吸附量Q e ，绘制等温吸附线。
式中，Q e 为平衡吸附量（mmol/cm2）；V为溶液体积（mL）；C 0 （mol/L）为阴离子（CrO4 2-或MoO4 2-）的初始浓度；C e （mol/L）为阴离子（CrO4 2-或MoO4 2-）的平衡浓度；A（cm2）为微滤膜PSF-g-PDMAEMA的面积。
以聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA为滤膜，用针头式过滤器，所述针头式过滤器为呈凸字形阶梯状上下连通的容器，入口在顶端位置，底部为多孔支撑板，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜覆盖在多孔支撑板表面，将其入口与注射器连接；在注射器吸入阴离子溶液80 mL，手推注射器实现溶液的滤过，用带有体积刻度的小烧杯接收过滤液；于不同体积间隔时测定过滤液中阴离子浓度，从而得出聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA对两种毒性阴离子的分离去除效率。
按公式（2）计算渗透溶液体积不同时阴离子的去除率RR（Removal rate）。
式中，C f （mol/L）为进料液（Feed solution）中阴离子的初始浓度；C p （mol/L）为渗透液（Permeated solution）中阴离子的浓度。
本发明的有益效果如下：
1. 设计并开发了一种制备聚砜功能接枝膜的方法，赋予聚砜膜吸附分离阴离子的新功能，拓宽了聚砜分离膜的应用。
2. 并在传统分离膜的基础上提升了其分离选择性。这在聚合物功能接枝膜的制备方面具有明显的参考价值，且对于水环境治理具有重要的科学意义。
为说明本发明微滤膜的化学结构，结合附图进一步说明如下：
图1给出CMPSF微滤膜、氨基化改性膜AMPSF与接枝膜PSF-g-PDMAEMA的红外光谱图。在微滤基膜CMPSF的谱图中，显示PSF的所有特征吸收峰，除此之外，于1440 cm-1和667cm-1处出现了氯甲基的特征吸收，前者为C-Cl键的伸缩振动吸收，后者为氯甲基中C-H键的面内弯曲振动吸收；在氨基化改性膜AMPSF的谱图中，上述2个氯甲基的特征吸收峰几乎消失（或大为减弱），与此同时，出现了2个新峰，分别位于3588 cm-1和3367 cm-1处，它们是伯胺基N-H键的对称和反对称伸缩振动吸收峰，表明乙二胺已键合在CMPSF膜表面，形成了氨基化改性膜AMPSF。在接枝膜PSF-g-PDMAEMA的谱图中，于1728 cm-1处出现酯羰基的吸附峰，而上述伯胺基的特征吸收峰消失，但在3440cm-1左右出现了吸收峰，此峰可能为叔胺基吸附水的吸收峰.上述谱峰数据表明，已成功将单体二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯DMAEMA接枝于微滤膜表面，制得了既具有高流通量又接枝有功能聚合物的接枝膜PSF-g-PDMAEMA。
图2和图3分别给出了基膜CMPSF和接枝膜PSF-g-PDMAEMA的光学显微镜照片。比较图2与图3，可以看到，基膜CMPSF的表面比较平整光滑，接枝膜PSF-g-PDMAEMA表面则较为粗糙，显然，这是由于在基膜表面发生了接枝聚合所引起的。
图4和图5分别给出了基膜CMPSF和接枝膜PSF-g-PDMAEMA横截面的电子扫描显微镜（SEM）照片。由图4和图5可以看到，基膜和接枝膜是一种典型的不对称多孔膜，顶部为微滤孔结构型的皮层（微孔孔径1-2μm），紧接着为含有大量指状孔的大孔支撑结构，充分呈现出由相转化法制得的多孔膜的结构特征。比较图4和图5，可以清楚地看到在接枝膜PSF-g-PDMAEMA的顶端，出现了稠密的绒毛状结构，这是接枝聚合物PDMAEMA大分子链的充分体现，说明本研究成功地在多孔膜表面实现了单体DMAEMA的接枝聚合。
附图说明
图1为CMPSF微滤膜、氨基化改性膜AMPSF与接枝膜PSF-g-PDMAEMA的红外光谱图；
图2为基膜CMPSF的光学显微镜照片；
图3为接枝膜PSF-g-PDMAEMA的光学显微镜照片；
图4为基膜CMPSF横截面的电子扫描显微镜照片；
图5为接枝膜PSF-g-PDMAEMA横截面的电子扫描显微镜照片；
图6为本发明自制针头式过滤器，其中1-多孔支撑板；2-聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜。
具体实施方式
一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，由密实的皮层与大孔的支撑结构构成的聚砜基膜和叔胺功能化聚合物组成，结构如下式（Ⅰ），
式（Ⅰ）。
其膜厚度约为180μm，微孔孔径1-2μm，其中表面聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的接枝度为0.60-0.64mg/cm2。
实施例1：
（一）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备
第一步，在四口烧瓶中，加入1.0gCMPSF 和6mL二甲基乙酰胺，并在搅拌条件下加入0.22gPEG-400，静置脱泡；将溶液倒在水平玻璃板上，刮匀，形成均匀薄层，迅速放入水浴中，相转化成膜；将膜置于蒸馏水中多次换水浸泡，真空烘干后，即得CMPSF不对称多孔基膜；
第二步，将1gCMPSF不对称多孔膜浸泡在乙二胺中，使乙二胺与CMCPS膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，25℃下浸泡20min后，将膜取出，用甲醇和蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，即得氨基化聚砜膜AMPSF；
第三步，再在四口烧瓶中，加入AMPSF膜和70 mL体积比1:1的DMF和水的混合液中，使之溶胀2 h，加入3.7 mL DMAEMA，通氮气30 min，然后将体系升温至50℃，加入0.035 g过硫酸铵，恒温并在搅拌下反应10h，将膜取出，用体积比1:1的甲醇与水的混合液浸泡、洗涤，真空干燥至恒重，即得聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA。所得聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA表面PDMAEMA的接枝度约为0.64 mg/cm2。
（二）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA的吸附性能测定方法
配制浓度为10mmol/L、pH值系列变化的K2CrO4或Na2MoO4阴离子水溶液，将0.02 g的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA，准确测量其面积，并剪为几块，分别置于20mL上述水溶液中，然后在水浴恒温振荡器中15℃进行等温吸附实验，用分光光度法（λ=540nm）测定上清液中阴离子浓度，测定聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA在不同pH条件下对它们的吸附性能，在浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=6）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为6.55 μmol/cm2。或浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=3）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为13.4μmol/cm2。或浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=4）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为11.6 μmol/cm2。或浓度为12mmol/L的MoO4 2-（pH=6）溶液，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对MoO4 2-吸附量为4.78 μmol/cm2。
以聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA为滤膜，用针头式过滤器，所述针头式过滤器为呈凸字形阶梯状上下连通的容器，入口在顶端位置，底部为多孔支撑板，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜覆盖在多孔支撑板表面，将其入口与注射器连接；在注射器吸入浓度为10mg/L的CrO4 2-或MoO4 2-离子溶液（pH=6）80 mL，手推注射器实现溶液的滤过，用带有体积刻度的小烧杯接收过滤液；于不同体积间隔时测定过滤液中阴离子浓度，从而得出聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA对两种毒性阴离子的分离去除效率。当渗透液体积在5～15 mL范围内，渗透液中CrO4 2-离子的浓度接近零，CrO4 2-离子的去除率高达99%～97%；或使浓度为10mg/L的MoO4 2-离子溶液（pH=6）通过多孔接枝膜PSF-g-PDMAEMA，当渗透液体积在5～15 mL范围内，MoO4 2-离子的去除率高达85%～82%。
实施例2：
（一）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备
第一步，在四口烧瓶中，加入0.8gCMPSF 和7mL二甲基乙酰胺，并在搅拌条件下加入0.2gPEG-400，静置脱泡；将溶液倒在水平玻璃板上，刮匀，形成均匀薄层，迅速放入水浴中，相转化成膜；将膜置于蒸馏水中多次换水浸泡，真空烘干后，即得CMPSF不对称多孔基膜；
第二步，将1g CMPSF不对称多孔膜浸泡在乙二胺中，使乙二胺与CMCPS膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，20℃下浸泡15min后，将膜取出，用甲醇和蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，即得氨基化聚砜膜AMPSF；
第三步，再在四口烧瓶中，加入AMPSF膜和60 mL体积比1:1的DMF和水的混合液中，使之溶胀2 h，加入3.17 mL DMAEMA，通氮气30 min，然后将体系升温至55℃，加入0.031 g过硫酸铵，恒温并在搅拌下反应12h，将膜取出，用体积比1：1的甲醇与水的混合液浸泡、洗涤，真空干燥至恒重，即得聚砜侧链接枝聚叔胺PSF-g-PDMAEMA微滤膜。所得接枝膜PSF-g-PDMAEMA表面PDMAEMA的接枝度约为0.60mg/cm2。
（二）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA的吸附性能测定方法
配制浓度为10mmol/L、pH值系列变化的K2CrO4或Na2MoO4阴离子水溶液，将0.02 g的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA，准确测量其面积，并剪为几块，分别置于20mL上述水溶液中，然后在水浴恒温振荡器中15℃进行等温吸附实验，用分光光度法（λ=540nm）测定上清液中阴离子浓度，测定聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA在不同pH条件下对它们的吸附性能，在浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=6）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，在浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=6）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为6.37 μmol/cm2。或浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=3）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为12.1 μmol/cm2。或浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=4）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为9.8 μmol/cm2。或浓度为12mmol/L的MoO4 2-（pH=6）溶液，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对MoO4 2-吸附量为4.65 μmol/cm2。
以聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA为滤膜，用针头式过滤器，所述针头式过滤器为呈凸字形阶梯状上下连通的容器，入口在顶端位置，底部为多孔支撑板，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜覆盖在多孔支撑板表面，将其入口与注射器连接；在注射器吸入浓度为10mg/L的CrO4 2-或MoO4 2-离子溶液（pH=6）80 mL，手推注射器实现溶液的滤过，用带有体积刻度的小烧杯接收过滤液；于不同体积间隔时测定过滤液中阴离子浓度，从而得出聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA对两种毒性阴离子的分离去除效率。当渗透液体积在5～15 mL范围内，渗透液中CrO4 2-离子的浓度接近零，CrO4 2-离子的去除率高达95%～91%；或使浓度为10mg/L的MoO4 2-离子溶液（pH=6）通过多孔接枝膜PSF-g-PDMAEMA，当渗透液体积在5～15 mL范围内，MoO4 2-离子的去除率高达80%～77%。
实施例3：
（一）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备
第一步，在四口烧瓶中，加入0 .9gCMPSF 和6mL二甲基乙酰胺，并在搅拌条件下加入0.2gPEG-400，静置脱泡；将溶液倒在水平玻璃板上，刮匀，形成均匀薄层，迅速放入水浴中，相转化成膜；将膜置于蒸馏水中多次换水浸泡，真空烘干后，即得CMPSF不对称多孔基膜；
第二步，将1g CMPSF不对称多孔膜浸泡在乙二胺中，使乙二胺与CMCPS膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，22℃下浸泡18min后，将膜取出，用甲醇和蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，即得氨基化聚砜膜AMPSF；
第三步，再在四口烧瓶中，加入AMPSF膜和65 mL的体积比1:1的DMF和水的混合液中，使之溶胀2 h，加入3.14 mL DMAEMA，通氮气30 min，然后将体系升温至52℃，加入0.029g过硫酸钾，恒温并在搅拌下反应11h，将膜取出，用体积比1：1的甲醇与水的混合液浸泡、洗涤，真空干燥至恒重，即得聚砜侧链接枝聚叔胺PSF-g-PDMAEMA微滤膜。所得接枝膜PSF-g-PDMAEMA表面PDMAEMA的接枝度约为0.62mg/cm2。
（二）聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA的吸附性能测定方法
配制浓度为10mmol/L、pH值系列变化的K2CrO4或Na2MoO4阴离子水溶液，将0.02 g的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA，准确测量其面积，并剪为几块，分别置于20mL上述水溶液中，然后在水浴恒温振荡器中15℃进行等温吸附实验，用分光光度法（λ=540nm）测定上清液中阴离子浓度，测定聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA在不同pH条件下对它们的吸附性能，在浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=6）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为6.42 μmol/cm2。或浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=3）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为12.5 μmol/cm2。或浓度为10mmol/L的CrO4 2-溶液（pH=4）中，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对CrO4 2-吸附量为10.4 μmol/cm2。或浓度为12mmol/L的MoO4 2-（pH=6）溶液，微滤膜PSF-g-PDMAEMA用量为0.02g 时，其对MoO4 2-吸附量为4.72 μmol/cm2。
以聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA为滤膜，用针头式过滤器，所述针头式过滤器为呈凸字形阶梯状上下连通的容器，入口在顶端位置，底部为多孔支撑板，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜覆盖在多孔支撑板表面，将其入口与注射器连接；在注射器吸入浓度为10mg/L的CrO4 2-或MoO4 2-离子溶液（pH=6）80 mL，手推注射器实现溶液的滤过，用带有体积刻度的小烧杯接收过滤液；于不同体积间隔时测定过滤液中阴离子浓度，从而得出聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA对两种毒性阴离子的分离去除效率。当渗透液体积在5～15 mL范围内，渗透液中CrO4 2-离子的浓度接近零，CrO4 2-离子的去除率高达96%～94%；或使浓度为10mg/L的MoO4 2-离子溶液（pH=6）通过多孔接枝膜PSF-g-PDMAEMA，当渗透液体积在5～15 mL范围内，MoO4 2-离子的去除率高达83%～81%。

Claims (6)

1.一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，由密实的皮层与大孔的支撑结构构成的聚砜基膜和叔胺功能化聚合物组成，结构如下式（Ⅰ），
式（Ⅰ）。
2.根据权利要求1所述的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
第一步，氯甲基化聚砜CMPSF基膜的制备：取0.8-1.0gCMPSF 溶于6-7mL一号溶剂中，并在搅拌条件下加入0.20-0.22g致孔剂，静置脱泡；将溶液倒在水平玻璃板上，刮匀，形成均匀薄层，迅速放入水浴中，相转化成膜；将膜置于蒸馏水中多次换水浸泡，真空烘干后，即得CMPSF不对称多孔基膜；
第二步，氨基化聚砜膜的制备：将CMPSF不对称多孔基膜浸泡在乙二胺中，使乙二胺与CMPSF不对称多孔基膜表面的氯甲基发生亲核取代反应，20-25℃下浸泡15-20min后，将膜取出，用甲醇和蒸馏水反复浸泡洗涤，真空干燥，即得氨基化聚砜膜AMPSF；
第三步，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜的制备：将氨基化聚砜膜AMPSF置于60-70 mL 二号溶剂中，使之溶胀2 h，加入叔胺单体，通氮气30 min，然后将体系升温至50-55℃，加入引发剂，恒温并在搅拌下反应10-12h，将膜取出，用体积比1:1的甲醇与水的混合液浸泡、洗涤，真空干燥至恒重，即得聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA。
3.根据权利要求2所述的一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，其特征在于：第一步中所述的一号溶剂为二甲基乙酰胺；所述的致孔剂为聚乙二醇PEG-400。
4.根据权利要求2或3所述的一种聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，其特征在于：第三步中所述的二号溶剂为体积比1:1的DMF和水的混合液；所述的叔胺单体为甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯DMAEMA，其用量为氨基化聚砜膜AMPSF和二号溶剂混合溶液质量的4.5-5%；所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，其用量为叔胺单体质量的1-1.05%。
5.一种如权利要求1所述的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，其特征在于：其应用于水介质中阴离子的吸附和分离。
6.一种如权利要求1所述的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜，其特征在于：其吸附性能测定方法包括如下步骤：
配制浓度为10mmol/L、pH值系列变化的K2CrO4或Na2MoO4阴离子水溶液，将0.02 g的聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA，准确测量其面积，并剪为几块，分别置于20mL上述水溶液中，然后在水浴恒温振荡器中15℃进行等温吸附实验，用分光光度法λ=540nm测定上清液中阴离子浓度，测定聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA在不同pH条件下对它们的吸附性能；
以聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA为滤膜，用针头式过滤器，所述针头式过滤器为呈凸字形阶梯状上下连通的容器，入口在顶端位置，底部为多孔支撑板，聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜覆盖在多孔支撑板表面，将其入口与注射器连接；在注射器吸入阴离子溶液80 mL，手推注射器实现溶液的滤过，用带有体积刻度的小烧杯接收过滤液；于不同体积间隔时测定过滤液中阴离子浓度，从而得出聚砜侧链接枝聚叔胺微滤膜PSF-g-PDMAEMA对CrO4 2-和MoO4 2-两种毒性阴离子的分离去除效率。
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