专利名称：：辐射接枝法制备聚丙烯离子螯合膜的方法
技术领域：
：本发明涉及一种离子螯合膜的制备方法，特别是一种采用电子束辐射接枝法制备聚丙烯离子螯合膜的方法。
背景技术：
：钒化合物能造成植物的萎黄病并阻止它们的生长，能降低糖尿病人的恢复进程，另外，含钒化合物的废水是水质污染的主要问题之一。因此，对钒化合物的富集脱除尤为迫切。螯合膜的活性基团中含有未成键孤对电子的N、O、S、P等原子，这些原子能以一对孤对电子与金属离子形成配位键，因此，螯合膜材料比通常的离子交换膜具有更特殊的功能基团和更专一的选择性，使其与金属离子的结合力更强，选择性更高。常用的接枝改性方法主要包括化学法和辐射法。目前国内对聚丙烯接枝各类型单体的研究局限于加引发剂来引发接枝反应，属于化学法。采用此法制备的聚丙烯接枝物纯度低，并且接枝率低，从而限制功能基团的引入量。
发明内容本发明的目的是提供一种利用辐射接枝技术来制备含亚氨基官能团的聚丙炜离子螯合膜的方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案-一种辐射接枝法制备聚丙烯离子螯合膜的方法，其特征在于该方法的具体步骤为-a.将丙烯腈溶于N，N-二甲基甲酰胺中配制成体积百分比浓度为20~80%接枝反应体系；b.将聚丙烯膜洗净烘干至恒重后，在惰性气氛下密封后进行辐照，电子束流强度为lmA，总辐照剂量为60300kGy;c.将经步骤b的聚丙烯膜浸没于步骤a配制的接枝反应体系中，在惰性气氛下密封，然后置于50'C下，反应0.52小时，然后将聚丙烯膜取出放入N,N-二甲基甲酰胺中60'C下浸泡I2小时，以去除膜表面均聚物，得到接枝聚丙烯膜；d.将步骤c所得接枝聚丙烯膜浸没在二乙烯三胺中反应610小时，反应温度为110~120。C，使接枝聚丙烯膜上的腈基转变成亚胺基团；反应结束后，取出接枝膜，水洗、烘干，得到聚丙烯离子螯合膜。本发明方法利用预辐射接枝技术，采用加速器电子束引发在聚丙烯薄膜基体上产生活性自由基，从而把AN单体接枝到这些活性点上。该方法可灵活改变单体的接枝率，从而调节接枝链上腈基的引入量。采用本发明方法制备得到的螯合膜性能稳定、螯合容量大，易再生，具有较好的机械性能，不易破损、对多种重金属离子具有优异的螯合吸附性能，因而可以用于贵重金属离子的回收，工业废水的净化等领域。具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例一本实施例的具体步骤为(1)首先配制体积比为20。/。的丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液作为接枝反应体系；(2)然后将PP膜用丙酮擦洗干净并烘干至恒重，将称重后的PP膜放入聚乙烯薄膜袋中，并向袋中充入高纯氮气以赶走其中空气，封口后置于电子辐照室中进行辐照；电子束流强度为lmA，总辐照剂量分别为150kGy;(3)第三步将辐照后的PP膜置于盛有AN的N,N-二甲基甲酰胺溶液的接枝管中，抽真空充氮气密封，然后将接枝管置于5(TC恒温水溶槽中，反应0.5小时，将接枝膜从接枝管中取出，先用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，接着浸泡其中12小时，以去除膜表面均聚物；(4)最后将接枝膜与质量浓度为100%的二乙烯三胺溶液反应8小时，反应温度为ll(TC，使接枝膜上的腈基转变成亚氨基团。反应结束后，取出薄膜，水洗、烘干，得到聚丙烯离子螯合膜样品l，胺化转化率为40%.实施例二本实施例的具体步骤为(1)首先配制体积比为60。/。的丙烯腈N,N-二甲基甲酰胺溶液作为接枝反应体系；(2)然后将PP膜用丙酮擦洗干净并烘干至恒重，将称重后的PP膜放入聚乙烯薄膜袋中，并向袋中充入高纯氮气以赶走其中空气，封口后置于电子辐照室中进行辐照；电子束流强度为lmA，总辐照剂量分别为300kGy;(3)第三步将辐照后的PP膜置于盛有AN的N,N-二甲基甲酰胺溶液的接枝管中，抽真空充氮气密封，然后将接枝管置于5(TC恒温水溶槽中，反应2小时，将接枝膜从接枝管中取出，先用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，接着浸泡其中12小时，以去除膜表面均聚物；(4)最后将接枝膜与质量浓度为100%的二乙烯三胺溶液反应8小时，反应温度为115。C，使接枝膜上的腈基转变成亚氨基团。反应结束后，取出薄膜，水洗、烘干，得到聚丙烯离子螯合膜样品2，胺化转化率为80%.实施例三:采用上述实施例制得的螯合膜样品1和2分别对重金属离子VS+进行螯合吸附，测定其平衡吸附量和吸附率。具体方法为取螯合膜，将其剪成小段儿，准确称重，每等份0.1克，分别放入锥形瓶中，然后依次加入vS+金属离子溶液(体积为25mL)，于振荡器上震荡10小时，取出螯合膜，然后用电感耦合等离子体发射光谱仪测定溶液中残留金属离子的浓度，从而算出该发明制得的螯合膜对金属离子的饱和吸附量和吸附效率。结果见表l。表1螯合膜对金属离子的平衡吸附量和吸附率<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例四通过酸式再生，即把螯合金属后的聚丙烯膜与稀硝酸共混，浸泡，进行洗脱，使金属离子转化为易溶于水的盐解吸。所选用的稀硝酸浓度为0.1mol/L。实验研究了螯合膜对乂5+离子的吸附-脱附循环使用过程，见表2所示。结果表明，再生后吸附量与原始吸附量相比有所降低，但仍保持良好的吸附能力，经3次再生的螯合膜的吸附量均为第一次吸附量的98%以上。表2螯合膜再生次数对饱和吸附量的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求1.一种辐射接枝法制备聚丙烯离子螯合膜的方法，其特征在于该方法的具体步骤为a.将丙烯腈溶于N，N-二甲基甲酰胺中配制成体积百分比浓度为20～80％接枝反应体系；b.将聚丙烯膜洗净烘干至恒重后，在惰性气氛下密封后进行辐照，电子束流强度为1mA，总辐照剂量为60～300kGy；c.将经步骤b的聚丙烯膜浸没于步骤a配制的接枝反应体系中，在惰性气氛下密封，然后置于50℃下，反应0.5～2小时，然后将聚丙烯膜取出放入N，N-二甲基甲酰胺中60℃下浸泡12小时，以去除膜表面均聚物，得到接枝聚丙烯膜；d.将步骤c所得接枝聚丙烯膜浸没在二乙烯三胺中反应6～10小时，反应温度为110～120℃，使接枝聚丙烯膜上的腈基转变成亚胺基团；反应结束后，取出接枝膜，水洗、烘干，得到聚丙烯离子螯合膜。全文摘要本发明涉及一种采用电子束辐射接枝法制备聚丙烯离子螯合膜的方法。该方法以聚丙烯膜(PP)为骨架，采用电子束引发预辐射接枝的方法，在膜上接枝无毒的丙烯腈(AN)，然后通过胺化反应来制备含亚氨基的螯合功能膜。本方法具有合成步骤简单、原料廉价易得等特点。且用此法合成的离子螯合功能膜具有较好的化学和机械稳定性，对金属离子有很好的配位络合能力，吸附容量大，易再生，可重复使用，可用于净化重金属离子污染工业废水或富集贵金属离子。文档编号C08J7/12GK101519501SQ200910046520公开日2009年9月2日申请日期2009年2月24日优先权日2009年2月24日发明者峰严,何世强,俎建华申请人:上海大学