一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法
2023-07-10 13:17:51 2
一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法
【專利摘要】本發明屬於超濾膜【技術領域】，涉及一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法。其特徵在於所涉及的製備方法是通過以下步驟來實現的：第一步，通過聚丙烯腈、疊氮化鈉與氯化銨反應合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物（PAN-PVT）；第二步，將產物於蒸餾水中沉澱析出，過濾，洗滌，乾燥；第三步，將處理後的聚丙烯腈-聚乙烯基四唑共聚物溶解於N,N-二甲基甲醯胺中，脫泡，靜置製成紡絲原液；第四步，通過溼法紡絲將紡絲原液製成具有螯合功能的中空纖維超濾膜。其優點在於：製備工藝簡單，無需昂貴設備，應用廣泛。
【專利說明】一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法，屬於超濾膜【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業的快速發展，水汙染問題變得日益嚴重。許多排放的工業廢水含有大量的重金屬離子，如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、As3+、Ag2+等。這些重金屬離子對生態環境構成了嚴重的威脅，是目前迫切需要解決的關鍵難題。在各種水體的去汙處理方面，高分子分離膜以其分離效率高、節能環保、生產設備簡單、操作簡便、無二次汙染、分離產物易於回收、自動化程度高等優點，在汙水處理領域具有相當大的優勢，已成為汙水處理領域中不可缺少的分離膜材料之一。
[0003]在高分子分離膜技術的發展進程中，膜材料的設計和改性是其中的關鍵，膜材料的化學性質和膜的結構對膜的分離性能起著決定性作用。國內外關於高分子分離膜技術研究都比較多，相關的專利也多有報導:1)專利CN101711952A報導了採用傳統的乾濕法紡絲工藝，通過加入極性單體配置親水性鑄膜液，製備出了一種純水滲透係數大於230L/m2.h(0.1MPa)，纖維斷裂伸長率大於200%，破裂壓力大於0.55MPa的，具有永久親水性的聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜；2)專利CN102512987A所公布的利用內凝膠介質，外凝膠介質及化學處理液與氣體致孔劑之間發生化學反應，對膜進行強化致孔，從而製備出了高通量，高強度，高截留率，親水性好的聚偏氟乙烯中空纖維膜；3)專利CN101254422公開了一種採用甲基丙烯酸甲酯和丁二烯作為增強劑，氯乙烯與另一種含羧基物質的二元共聚物作為親水劑及聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮作為成孔劑配置的紡絲原液，製備出了一種高強度聚氯乙烯中空纖維超濾膜。然而由於這些中空纖維超濾膜只有微孔，沒有具備對離子的吸附或交換功能，只能用於對不溶性顆粒或膠質過濾，而對於水中溶解性離子無法起到過濾作用。
[0004]另外，關於工業廢水中的重金屬離子的處理方面，也有一些相關的專利報導:1)專利CN103203188A報導了採用聚氯乙烯，聚乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇共聚物和納米羥基磷灰石配置鑄膜液，通過乾濕法紡絲工藝製備出了具有除去不溶性顆粒物質和溶解性重金屬的雙重功能的聚氯乙烯超濾膜；2)專利CN103212307A公布了通過將具有陽離子交換功能的全氟磺酸離子交換樹脂在高溫條件下，與強極性溶劑混合、攪拌、溶解，製備成全氟磺酸離子交換溶液，並與PVDF超濾膜紡絲液混合，採用乾濕法紡絲工藝製備出了具有陽離子交換功能的PVDF中空纖維超濾膜；3)專利CN102527261A公開了一種採用有機-無機雜化中空纖維膜的製備技術，製備出了含有改性凹凸棒土，並具有耐壓性能好、無需支撐體、通量大等優點的一種重金屬離子吸附型的PVDF中空纖維膜。
[0005]以上這些中空纖維膜多是通過接枝、共混或交聯的方法進行改性，將一些具有特殊功能的基團引入到高分子基材中，功能基團與重金屬離子發生相互作用以達到除去水中重金屬離子的目的。但這類中空纖維膜螯合能力有限，對重金屬的吸附效率不高，且後續處理工藝複雜，因此需要根據膜分離的特點設計合成新型功能化的膜材料，進而製備一種成膜性和穩定性良好，螯合功能優異的中空纖維超濾膜。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種具有螯合功能聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物(PAN-PVT)中空纖維超濾膜的製備方法。本發明提出的方法製備工藝簡單，無需昂貴設備，應用廣泛。
[0007]本發明的基本構思是合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物，將共聚物配成紡絲原液，通過溼法紡絲工藝而得到具有螯合功能的中空纖維超濾膜。
[0008]本發明所提出的一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法步驟如下:
I)聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:將一定量的聚丙烯腈溶解於A二甲基甲醯胺中，加入疊氮化鈉和氯化銨，待其溶解後加熱進行反應。
[0009]2)共聚物的後處理:將反應液冷卻至室溫後逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，抽濾後將沉澱物浸泡於氯化氫水溶液中以除去其中的離子，再次抽濾並用蒸餾水洗滌3次，將共聚物置於開放環境中自然乾燥。
[0010]3)紡絲原液的配製:將一定量的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於AtV-二甲基甲醯胺中，真空排出其中的氣泡，獲得紡絲原液。
[0011]4)通過溼法紡絲工藝製備中空纖維超濾膜:使用氣壓將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，將紡絲原液和噴絲頭中心管內的芯液同時擠出到外凝固浴中，紡絲原液中的聚合物發生相轉移而沉積成纖維膜，最終獲得具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。
[0012]本發明中，上述步驟I)中聚丙烯腈的分子量為10，000?200，000，質量分數為
4.74?10.28% -,N, 二甲基甲醯胺的質量分數為72.16?84.70% ;疊氮化鈉的質量分數為5.79?9.36% ;氯化銨的質量分數為4.77?8.20%。
[0013]本發明中，上述步驟I)中反應溫度為60?120°C，反應時間為4?12h。
[0014]本發明中，上述步驟2)中氯化氫水溶液的濃度為0.5?2mol/L，浸泡時間為5?10h。
[0015]本發明中，上述步驟2)中聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為73.66?98.88%ο
[0016]本發明中，上述步驟3)中聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物在紡絲原液中的質量分數為10?20%。
[0017]本發明中，上述步驟3)中紡絲原液真空脫泡時的真空度為-0.05?-0.1MPaJ^t時間為5?1h0
[0018]本發明中，上述步驟4)中芯液為蒸餾水，芯液流量為500?1000mL/min，紡絲原液流量為 500 ?1000mL/min。
[0019]本發明中，上述步驟4)中凝固浴為蒸餾水、或質量分數為2?20%的氫氧化鈉水溶液、或質量分數為5?20%的氯化氫水溶液。
[0020]本發明製備工藝簡單，無需昂貴的設備；製備的中空纖維超濾膜結構可控、均勻完難
iF.0
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是中空纖維超濾膜膜體的掃描電鏡圖，圖中纖維超濾膜的外徑為950 μ m。
[0022]圖2是中空纖維超濾膜截面的掃描電鏡圖，圖中纖維超濾膜的外徑為1250 μ m，內徑為760 μ m。
【具體實施方式】
[0023]以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0024]掃描電鏡照片由JSM-800型掃描電鏡測得。
[0025]實施例1
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為10，000)和A 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，N, N-二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為4.74%，84.70%, 5.79%，4.77% ;然後加熱至60。。，反應12h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於0.5mol/L的氯化氫水溶液中浸泡10h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl_，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為73.66%ο
[0026]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的質量分數為10%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.05MPa的真空乾燥箱中脫泡5h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為500mL/min，紡絲原液流量為500mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到蒸餾水中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為420 μ m，外徑為1020 μ m。
[0027]實施例2
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為60，000)和％ 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，N, N-二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為6.24%，80.20%, 7.29%，6.27% ;然後加熱至70。。，反應1h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於1.0mol/L的氯化氫水溶液中浸泡5h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl_，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為82.48%。
[0028]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於A Λ/-二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物質量分數為18%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.1MPa的真空乾燥箱中脫泡1h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為800mL/min，紡絲原液流量為800mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到質量濃度為2%的氫氧化鈉水溶液中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為560 μ m,外徑為 1180 μ m。
[0029]實施例3
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為100，000)和A 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和一定量的氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，A N- 二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為10.28%，72.16%，9.36%，8.20% ;然後加熱至80°C，反應12h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於2.0mol/L的氯化氫水溶液中浸泡10h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl—，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為91.12%。
[0030]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於A 二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物質量分數為20%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.1MPa的真空乾燥箱中脫泡1h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為1000mL/min，紡絲原液流量為1000mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到質量濃度為15%的氫氧化鈉水溶液中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為340 μ m,外徑為950 μ m,如圖1所示。
[0031]實施例4
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為120，000)和％ 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，A 二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為4.74%，84.70%, 5.79%，4.77% ;然後加熱至105°C，反應6h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於0.5mol/L的氯化氫水溶液中浸泡8h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl—，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為94.27%。
[0032]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於A 二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物質量分數為18%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.0SMPa的真空乾燥箱中脫泡8h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為1000mL/min，紡絲原液流量為1000mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到質量濃度為20%的氫氧化鈉水溶液中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為 520 μ m,外徑為 1030 μ m。
[0033]實施例5
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為150，000)和％ 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，A 二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為4.74%，84.70%, 5.79%，4.77% ;然後加熱至120°C，反應4h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於0.5mol/L的氯化氫水溶液中浸泡10h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl—，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為98.88%ο
[0034]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於A 二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的質量分數為18%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.1MPa的真空乾燥箱中脫泡1h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為1000mL/min，紡絲原液流量為1000mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到質量濃度為5%的氯化氫水溶液中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為610 μ m,外徑為 1220 μ m。
[0035]實施例6
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為180，000)和％ 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，A 二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為4.74%，84.70%, 5.79%，4.77% ;然後加熱至80。。，反應12h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於0.5mol/L的氯化氫水溶液中浸泡10h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl—，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為91.10%。
[0036]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於A 二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物質量分數為18%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.1MPa的真空乾燥箱中脫泡1h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為1000mL/min，紡絲原液流量為1000mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到質量濃度為15%的氯化氫水溶液中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為650 μ m,外徑為 1150 μ m。
[0037]實施例7
O具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的合成:
稱取一定量的聚丙烯腈(分子量為200，000)和％ 二甲基甲醯胺於反應釜中，常溫下，使聚丙烯腈完全溶解於A 二甲基甲醯胺中；再稱取一定量的疊氮化鈉和氯化銨加入到反應釜中，常溫下，使其完全溶解，溶液中聚丙烯腈，A 二甲基甲醯胺，疊氮化鈉，氯化銨的質量分數分別為4.74%，84.70%, 5.79%，4.77% ;然後加熱至80。。，反應12h ;反應結束後，冷卻至室溫，然後將反應液逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出，真空抽濾；將沉澱物置於0.5mol/L的氯化氫水溶液中浸泡10h，抽濾並用蒸餾水洗滌3次，以除去其中的Cl—，Na+和H+離子，自然條件下乾燥，最終獲得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物。所合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為91.18%。
[0038]2)具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜的製備: 稱取上述的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於A 二甲基甲醯胺中，製得聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物質量分數為18%的紡絲原液；將紡絲原液置於真空度為-0.1MPa的真空乾燥箱中脫泡1h ;使用注射泵將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，控制芯液蒸餾水的流量為1000mL/min，紡絲原液流量為1000mL/min，將噴絲頭中心管內的芯液和紡絲原液同時擠出到質量濃度為20%的氯化氫水溶液中，紡絲液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。如圖2所示的掃描電鏡照片表明:製備的具有螯合功能中空纖維超濾膜具有光滑勻稱的外表面，內徑為760 μ m,外徑為1250 μ m。
【權利要求】
1.一種具有螯合功能中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於所涉及的製備方法包括以下步驟:1)合成聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物(PAN-PVT):將聚丙烯腈溶解於N, N- 二甲基甲醯胺中，加入疊氮化鈉和氯化銨，待其溶解後加熱進行反應；2)聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物的後處理:將含有產物的反應液冷卻至室溫後逐滴加入到大量蒸餾水中，使聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物沉澱析出；抽濾後將沉澱物浸泡於氯化氫水溶液中，再次抽濾並用蒸餾水洗滌3次以除去其中的離子，將共聚物置於開放環境中自然乾燥；3)製備紡絲原液:將一定量的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物溶解於％ 二甲基甲醯胺中，抽真空排出其中的氣泡，獲得紡絲原液；4)通過溼法紡絲製備中空纖維超濾膜:使用氣壓將紡絲原液注入中空纖維紡絲噴絲頭，將紡絲原液和噴絲頭中心管內的芯液同時擠出到外凝固浴中，紡絲原液中的聚合物發生相轉移而沉積成膜，形成具有螯合功能的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中空纖維超濾膜。
2.根據權利要求1所述的具有螯合功能的中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於所用聚丙烯腈的分子量為10，OOO?200，000，合成反應體系中聚丙烯腈的質量分數為4.74?10.28%，％#-二甲基甲醯胺的質量分數為72.16?84.70%，疊氮化鈉的質量分數為5.79?9.36%，氯化銨的質量分數為4.77?8.20%。
3.根據權利要求1所述的具有螯合功能的中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於合成過程中反應溫度為60?120°C，反應時間為4?12h。
4.根據權利要求1所述的具有螯合功能的中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於後處理過程中氯化氫水溶液的濃度為0.5?2mol/L，浸泡時間為5?1h0
5.根據權利要求1所述的具有螯合功能的中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於所合成的聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物中聚乙烯基四氮唑的質量百分含量為73.66?98.88%ο
6.根據權利要求1所述的具有螯合功能的中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於聚丙烯腈-聚乙烯基四氮唑共聚物在紡絲原液中的質量分數為10?20%，真空脫泡時的真空度為-0.05?-0.1MPa，脫泡時間為5?1h0
7.根據權利要求1或5所述的具有螯合功能的中空纖維超濾膜的製備方法，其特徵在於芯液為蒸餾水，芯液流量為500?1000mL/min，紡絲原液流量為500?1000mL/min，凝固浴為蒸懼水、或質量分數為2?20%的氫氧化鈉水溶液、或質量分數為5?20%的氯化氫水溶液。
【文檔編號】B01D69/08GK104190264SQ201410491434
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】叢海林, 孟祥英, 於冰, 陳新, 彭喬虹 申請人:青島大學