CN108816057A - 一种聚多巴胺-离子液复合膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚多巴胺‑离子液复合膜制备方法，属于聚合物改性领域。本发明公布了一种聚多巴胺‑离子液复合膜及其制备方法，首先制备聚多巴胺离子液体共混溶液，然后将聚偏氟乙烯膜浸入混合溶液溶液中，在膜表面复合一层均匀聚多巴胺‑离子液层，得到一种聚多巴胺‑离子液复合膜。本发明材料绿色环保，工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备的一种聚多巴胺‑离子液复合膜具有良好的亲水和染料吸附分离性能。
Description
技术领域
一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，属于聚合物改性领域。
背景技术
聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水及功能化改性方法很多，表面复合改性是其中一种很重要的方法。目前表面复合改性主要分为两类：一类是将表面涂覆改性，另一类表面接枝改性。相对于表面接枝改性，表面涂覆改性操作简单，无需特殊设备，应用趋势明显。但也有涂覆改性剂种类较少等问题。目前，表面涂覆复合膜因在表面引入亲水性改性物质，改善了膜的亲水性和增加了膜的应用功能，得到越来越多的重视。研究发现，聚多巴胺不仅对膜有良好的黏附性能，而且结构中含有丰富的羟基基团，可以很好的改善膜的亲水性能。但有研究发现，聚多巴胺在涂覆过程中存在涂覆不均匀等现象，而离子液体中较大的阳离子对聚多巴胺有良好的分散性。基于此，本发明首先制备聚多巴胺离子液体共混溶液，然后将聚偏氟乙烯膜浸入混合溶液溶液中，利用聚多巴胺离子液体二者之间的静电吸附反应在膜表面均匀生成一层聚多巴胺-离子液复合膜。这是一种非常简单的改性方法，无需昂贵的仪器，不仅增加了聚多巴胺的分散性，而且对环境没有污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚多巴胺-离子液复合膜及其制备方法，本发明工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备的一种聚多巴胺-离子液复合膜具有良好的亲水和染料吸附分离性能，且对人体没有伤害。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，是首先制备聚多巴胺离子液体共混溶液，然后将聚偏氟乙烯膜浸入混合溶液中，利用聚多巴胺离子液体二者之间的静电吸附反应在膜表面均匀生成一层聚多巴胺-离子液复合膜。
一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法包括以下步骤：
1）聚多巴胺离子液体共混溶液的制备
将多巴胺盐酸盐和离子液体放入10 mM的Tris溶液中，定容200-400 mL，室温搅拌24h，得均匀聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用。
2）一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备
将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30-40℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
步骤1）中加入的多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为2-10 mg/L。
步骤1）中加入的离子液体溶液相对于混合溶液的初始浓度为2-10 mg/L。
步骤1）所述的离子液体为1-己基-3-甲基咪唑氯盐，1-辛基-3-甲基咪唑氯盐或1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
与现有技术相比，本发明创新性地利用离子液体与聚多巴胺的静电相互作用使得聚多巴胺层在膜表面均匀涂覆。该方法制备的聚多巴胺-离子液复合膜及其制备方法具有以下优点：
1）制备的膜具有良好的亲水抗污染性能。
2）工艺简单，易于操作，
3）对设备要求低，易于工业化实施，
4）膜的染料分离性能优良，
5）增加聚多巴胺的均匀分散性，
6）对自然环境没有污染。
附图说明
图1为实施例1制备的聚多巴胺/植物纤维共混膜扫描电镜图；
图2为实施例2制备的聚多巴胺/植物纤维共混膜扫描电镜图；
图3为实施例3制备的聚多巴胺/植物纤维共混膜扫描电镜图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明。但具体实施例不限制本发明权利要求。
实施例1
1) 聚多巴胺离子液体共混溶液的制备：将多巴胺盐酸盐和离子液体（1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐）放入10 mM的Tris溶液中，定容200 mL，得到混合溶液，多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为2 mg/L，离子液体相对于混合溶液的初始浓度为2 mg/L，室温搅拌24 h，得均匀聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用。
2) 一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备：将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
其表面扫面电镜图见图1。
对比实验未经共混改性的PVDF原膜与水的接触角达到102°，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至48°，并且接触角随时间迅速下降，至20秒只有10°。经紫外-可见分光光度计测定发现，对靛蓝二磺酸钠的去除率达93%以上。
实施例2
1)聚多巴胺离子液体共混溶液的制备：将多巴胺盐酸盐和离子液体（1-己基-3-甲基咪唑氯盐）放入10 mM的Tris溶液中，定容200 mL，得到混合溶液，多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为4 mg/L，离子液体相对于混合溶液的初始浓度为2 mg/L，室温搅拌24 h，得均匀聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用。
2) 一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备：将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
其表面扫面电镜图见图2。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至40°，并且接触角随时间迅速下降，至20秒只有7°。经紫外-可见分光光度计测定发现，对靛蓝二磺酸钠的去除率达97%以上。
实施例3
1) 聚多巴胺离子液体共混溶液的制备：将多巴胺盐酸盐和离子液体（1-己基-3-甲基咪唑氯盐）放入10 mM的Tris溶液中，定容200 mL，得到混合溶液，多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为6 mg/L，离子液体相对于混合溶液的初始浓度为2 mg/L，室温搅拌24 h，得均匀聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用。
2) 一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备：将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
其表面扫面电镜图见图3。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至38°，并且接触角随时间迅速下降，至20秒只有5°。经紫外-可见分光光度计测定发现，对靛蓝二磺酸钠的去除率达94%以上。
实施例4
1) 聚多巴胺离子液体共混溶液的制备：将多巴胺盐酸盐和离子液体（1-辛基-3-甲基咪唑氯盐）放入10 mM的Tris溶液中，定容200 mL，得到混合溶液，多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为8 mg/L，离子液体相对于混合溶液的初始浓度为2 mg/L，室温搅拌24 h，得均匀聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用。
2) 一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备：将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至35°，并且接触角随时间迅速下降，至15秒只有5°。经紫外-可见分光光度计测定发现，对靛蓝二磺酸钠的去除率达92%以上。
实施例5
1) 聚多巴胺离子液体共混溶液的制备：将多巴胺盐酸盐和离子液体（1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐）放入10 mM的Tris溶液中，定容200 mL，得到混合溶液，多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为8 mg/L，离子液体相对于混合溶液的初始浓度为4 mg/L，室温搅拌24 h，得均匀聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用。
2) 一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备：将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至30°，并且接触角随时间迅速下降，至10秒只有10°。经紫外-可见分光光度计测定发现，对靛蓝二磺酸钠的去除率达91%以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施案例，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 (5)
1.一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，其特征在于：首先制备聚多巴胺离子液体共混溶液，然后将聚偏氟乙烯膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，在膜表面复合一层均匀聚多巴胺-离子液层，得到聚多巴胺-离子液复合膜。
2.一种如权利要求1所述的聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：
1）聚多巴胺离子液体共混溶液的制备
将多巴胺盐酸盐和离子液体加入10 mM的Tris溶液中，定容200-400 mL，室温搅拌24h，得均匀的聚多巴胺离子液体共混溶液，放置备用；
2）聚多巴胺-离子液复合膜的制备
将商业聚偏氟乙烯微滤膜浸入聚多巴胺离子液体共混溶液中，室温搅拌24 h，水洗，放置真空干燥箱中30-40℃干燥，得聚多巴胺-离子液复合膜。
3.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中加入的多巴胺盐酸盐相对于混合溶液的初始浓度为2-10 mg/L。
4.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中加入的离子液体相对于混合溶液的初始浓度为2-10 mg/L。
5.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺-离子液复合膜的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的离子液体为1-己基-3-甲基咪唑氯盐，1-辛基-3-甲基咪唑氯盐或1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
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