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关于聚醚砜杂化膜的制备及在吸附铜研究

2019-11-15 13:35 

据天津津腾实验设备有限公司了解聚醚砜是20世纪70年代开发的一种热塑性高分子材料,与聚砜相比,聚醚砜具有更高的耐热性和刚性,更好的化学稳定性、耐强酸强碱、抗氧化和抗溶剂等性能,因此被广泛地应用于水处理等方面。膜吸附是膜技术与吸附技术相结合的集成技术,吸附材料的选择对于吸附行为的好坏有着密切的关系,石墨烯及其衍生物作为吸附材料有巨大的天然优势。氧化石墨烯大多是通过改进的Hummers法制得,通过此法制备的氧化石墨烯存在于分散液中,选用冷冻干燥法是最好的干燥技术之一,此法制备出的膜具有良好的吸附性。由于氨基基团活性大,其化合物更容易接枝到部分功能性分子表面上,以此将氨基接枝到氧化石墨烯表面上,制备杂化膜,以期提高吸附膜对铜离子的吸附性能。


1实验仪器
磁力加热搅拌器,C-MAGHS7DS25,德国IKA公司;傅里叶红外光谱分析仪,IS50,美国NICOLET公司。

1.1聚醚砜的氯甲基化
在配有搅拌器的三口烧瓶中,将15gPES溶于150mL98%的浓硫酸中,室温下搅拌至完全溶解,放入冰水浴中,逐滴滴加氯甲基乙醚18mL,15min滴完,继续反应15min。将反应溶液倒入冰水中,有白色丝状沉淀析出。在80℃下干燥,得到产物氯甲基化的聚醚砜(CMPES)。

1.2含有GO膜的制备
分别称取0.05g,0.1g和0.2gGO于三口烧瓶中,加入40mL的二甲基亚砜(DMSO)和2mL的OP-10乳化剂在超声清洗机中分散5min。再称取6gCMPES,2GPVPK30放入三口烧瓶中,把三口烧瓶放入60℃的油浴锅中搅拌至CMPES完全溶解,静置1h脱去反应过程中产生的气泡。用自制的刮刀匀速刮到支撑材料的另一端形成一层均匀的溶液。连同支撑材料一起浸入室温水浴中固化成型。

1.3膜的氨基化
(1)把制好的膜剪成大约2cm×2cm大小放在三口烧瓶中,将3%的NaOH溶液倒进三口烧瓶至溶液刚好可以把膜完全浸没,把烧瓶加热回流,开始搅拌,反应3h后,把碱处理后的膜用蒸馏水清洗后,浸泡在蒸馏水中1h后捞出,放在烘箱中烘干。称取0.5g烘干的膜放入三口烧瓶中,加入20mL异丙醇,放在油浴锅中,升温至40℃。在滴液漏斗中加入3mL的蒸馏水,5mL的异丙醇,3mL的3-氨丙基三甲氧基硅烷,滴入三口烧瓶中,反应4h后,烘干。

(2)称取三份0.5g烘干的膜放入三口烧瓶中,加入20mL异丙醇,放在油浴锅中,升温至40℃。在烧杯中加入3mL的蒸馏水,5mL的异丙醇,3mL的3-氨丙基三甲氧基硅烷,分别移取4mL,6mL,8mL的混合液加入三口烧瓶中,滴加时间控制在10min,反应4h,烘干备用。

2结论
本文天津津腾实验设备有限公司以聚醚砜为原料,制成了氨基化氧化石墨烯的杂化膜,并探讨了温度、pH、时间、不同氨基含量、不同原液浓度等因素对该膜结构和性能的影响,结果表明:该杂化膜的吸附量随吸附时间的延长而增大,并且该膜的最佳吸附时间为120min;该杂化膜在碱性条件下有着比酸性条件更好的吸附量,但是要注意在调节pH的时候避免沉淀的生成;在35℃时有着最大的吸附量并且吸附量随着原液浓度的上升而增大;其吸附量随着氨基含量的增加而增大。在脱附-吸附实验中,经过4次脱吸-吸附实验后,膜的吸附量仍然达到54mg/g,这就证明该膜具有良好的使用性能。


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