功能型离子印迹纳米复合膜的构建及其选择性分离性能和机理研究
发布时间：2020-12-05 12:13
膜分离技术（MST）是一种新型的分离技术,因具有能耗低、适用范围广、操作简单等优点被广泛应用于污染治理、资源回收、废水处理等领域。然而,现有的商业化膜材料由于自身存在缺陷与不足,在实际应用中通常存在亲水性差、易污染等不利因素,限制了分离膜的应用,同时,目前商业化膜材料从半径相近、性质相似的类似物中对单一目标离子的高效选择性分离仍然存在困难。基于此,将MST与纳米复合技术（NT）和离子印迹技术（IIT）相结合,提出离子印迹纳米复合膜（IINMs）。利用NT在膜表面负载功能型纳米材料,赋予膜材料不同的功能特性（如亲水性、抗污性）,从而有效提升其综合性能,扩展其应用范围;利用IIT在膜表面及孔道中构建“选择性识别位点”,使膜材料对目标离子具有选择性分离、富集与纯化的能力。本研究构建一种新的离子印迹纳米复合膜。以聚醚砜膜为基底,利用多巴胺仿生改性技术提高材料表面粘附性,制备了对Li+具有特异性吸附分离能力的Li+-印迹纳米复合膜（Li-IIMs）;以聚二甲基硅氧烷膜为基底,利用硅烷偶联剂表面改性过程建立次级反应平台,制备了对Pd2+
【文章来源】：吉林师范大学吉林省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MST示意图
图 1.2 IIT 示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of IIT.1.3.2 离子印迹技术的研究进展及应用现状（1）在离子分离方面的应用Roberta Del Sole 等[42]以 Pd2+为模板、以偶氮衍生物为配体，成功基于壳聚糖基底膜制备合成了能够高效选择性分离水溶液中 Pd2+的离子印迹复合膜，其对 Pd2+的最大吸附量高达 101.6 mg g 1；Mohamed Mokhtar 等[43]以 Cu2+为模板，将所制备得到的离子印迹膜成功用于 Cu2+/Ni2+混合体系中 Cu2+的选择性分离，其选择性系数高达 1.43；曾坚贤教授团队[44]基于聚偏氟乙烯膜成功制备合成了 Ru3+印迹复合膜并用于多种金属离子中对 Ru3+的选择性吸附分离过程，所获得的材料在 pH 为 2.0 条件下可获得较高的吸附量（42.31 mg g 1）及 Ru3+/Ni2+选择性系数（6.0）。（2）在传感器方面的应用T. Prasada Rao 等[45]通过 IIT 成功制备了铀离子传感器，其在环境样品中表现出较
充膜、整体膜和复合膜[51-53]，其中填充膜制备过程中需将块状离子印迹聚合物粉碎、研磨，易导致印迹位点形态和结构发生改变，从而影响其分离性能[54, 55]；整体膜虽然具有较强的稳定性，但材料机械强度一般较差，因此需要额外加入交联剂以改变其力学性能，这一过程易使印迹位点被包埋，进而影响其分离性能[56, 57]；复合膜一般以超滤或微滤膜作为支撑，在膜材料表面及孔道中合成位点分布均匀、稳定性高的离子印迹聚合物，其因具有吸附容量大、选择性高、适用范围广等优点而被广泛关注[58, 59]。1.4.2 离子印迹膜选择性分离机理IIMs 以传统滤膜为载体，通过印迹聚合过程在膜表面及孔道内合成厚度均匀、分散性好的离子印迹聚合物。当含有目标离子的混合物通过 IIMs 时，目标离子能够被离子印迹聚合物表面的特异性识别位点快速捕获并吸附，与此同时，非目标离子则能够顺利通过孔道渗透至膜的另一侧，从而达到离子分离及组分纯化的目的。IIMs 选择性分离机理如图 1.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]KH570改性纳米SiO2的制备及应用[J]. 陈姚,赵苗苗,于欣伟,王步华,张庆. 电镀与涂饰. 2014(18)
[2]离子膜使用寿命缩短的原因及预防措施[J]. 闫健,刘国庆. 氯碱工业. 2009(10)
[3]中国膜工业发展战略研究[J]. 郭有智. 化工新型材料. 2002(06)
[4]延长反渗透膜使用寿命的方法[J]. 黄征青. 水处理技术. 2000(06)
本文编号：2899434
【文章来源】：吉林师范大学吉林省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MST示意图
图 1.2 IIT 示意图Fig. 1.2 Schematic diagram of IIT.1.3.2 离子印迹技术的研究进展及应用现状（1）在离子分离方面的应用Roberta Del Sole 等[42]以 Pd2+为模板、以偶氮衍生物为配体，成功基于壳聚糖基底膜制备合成了能够高效选择性分离水溶液中 Pd2+的离子印迹复合膜，其对 Pd2+的最大吸附量高达 101.6 mg g 1；Mohamed Mokhtar 等[43]以 Cu2+为模板，将所制备得到的离子印迹膜成功用于 Cu2+/Ni2+混合体系中 Cu2+的选择性分离，其选择性系数高达 1.43；曾坚贤教授团队[44]基于聚偏氟乙烯膜成功制备合成了 Ru3+印迹复合膜并用于多种金属离子中对 Ru3+的选择性吸附分离过程，所获得的材料在 pH 为 2.0 条件下可获得较高的吸附量（42.31 mg g 1）及 Ru3+/Ni2+选择性系数（6.0）。（2）在传感器方面的应用T. Prasada Rao 等[45]通过 IIT 成功制备了铀离子传感器，其在环境样品中表现出较
充膜、整体膜和复合膜[51-53]，其中填充膜制备过程中需将块状离子印迹聚合物粉碎、研磨，易导致印迹位点形态和结构发生改变，从而影响其分离性能[54, 55]；整体膜虽然具有较强的稳定性，但材料机械强度一般较差，因此需要额外加入交联剂以改变其力学性能，这一过程易使印迹位点被包埋，进而影响其分离性能[56, 57]；复合膜一般以超滤或微滤膜作为支撑，在膜材料表面及孔道中合成位点分布均匀、稳定性高的离子印迹聚合物，其因具有吸附容量大、选择性高、适用范围广等优点而被广泛关注[58, 59]。1.4.2 离子印迹膜选择性分离机理IIMs 以传统滤膜为载体，通过印迹聚合过程在膜表面及孔道内合成厚度均匀、分散性好的离子印迹聚合物。当含有目标离子的混合物通过 IIMs 时，目标离子能够被离子印迹聚合物表面的特异性识别位点快速捕获并吸附，与此同时，非目标离子则能够顺利通过孔道渗透至膜的另一侧，从而达到离子分离及组分纯化的目的。IIMs 选择性分离机理如图 1.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]KH570改性纳米SiO2的制备及应用[J]. 陈姚,赵苗苗,于欣伟,王步华,张庆. 电镀与涂饰. 2014(18)
[2]离子膜使用寿命缩短的原因及预防措施[J]. 闫健,刘国庆. 氯碱工业. 2009(10)
[3]中国膜工业发展战略研究[J]. 郭有智. 化工新型材料. 2002(06)
[4]延长反渗透膜使用寿命的方法[J]. 黄征青. 水处理技术. 2000(06)
本文编号：2899434
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