一种共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110975843A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911299469.9C02F101/20(2006.01)(22)申请日2019.12.17(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人牧小卫阚永春宋磊胡源(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人乔恒婷(51)Int.Cl.B01J20/26(2006.01)B01J20/28(2006.01)B01J20/30(2006.01)C08G83/00(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的制备方法及其应用，是通过聚多巴胺功能化改性PDA-COFs基重金属离子吸附分离膜。本发明采用可有效吸附重金属离子的多巴胺修饰，可在保留COFs自身比表面积大这一优点的前提下，进一步提高其重金属离子吸附分离能力。本发明制备的PDA-COFs膜孔径结构可调，可实现快速、高效分离吸附污水中的重金属离子。CN110975843ACN110975843A权利要求书1/1页1.一种共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的制备方法，其特征在于：是通过聚多巴胺功能化改性PDA-COFs基重金属离子吸附分离膜，包括如下步骤：步骤1：将不同摩尔比的三聚氰胺和对苯二甲醛装入有磁子的三口烧瓶中，加入二甲亚砜溶液，在氮气保护下反应3天；反应结束后产物分别用四氢呋喃、二氯甲烷和丙酮洗涤，最后于150℃真空干燥得到不同孔径大小的浅白色产物，即为COFs；步骤2：配制pH值为8.5的Tris缓冲溶液，然后加入一定量步骤1获得的COFs并超声搅拌2h，接着加入多巴胺，室温下反应，离心水洗后得到浅灰色产物，即为PDA-COFs；步骤3：将聚乙烯醇和PDA-COFs在水中超声共混获得混合液，然后通过真空抽滤法得到PDA-COFs基膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，三聚氰胺和对苯二甲醛的摩尔比为1:0.5-2；反应温度为120-180℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，反应体系中COFs的浓度是0.5-3mg/mL，多巴胺的浓度是5-20mmol/L；反应时间是12-24h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述聚乙烯醇选自聚乙烯醇124、聚乙烯醇350、聚乙烯醇1750、聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1797、聚乙烯醇1799中的一种或几种的混合。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，聚乙烯醇和PDA-COFs的质量比为3:7-27；混合液中聚乙烯醇与PDA-COFs的总质量浓度为0.5-1mg/mL。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，获得的PDA-COFs基膜的厚度为40-500μm。7.根据权利要求1-6中任一种方法制备得到的共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的应用，其特征在于：是将所述膜材料用于吸附分离水体中的重金属离子。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：具体是以抽滤的方式将含有重金属离子的水体通过PDA-COFs膜，检测滤液中的离子浓度。9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述重金属离子包括Cu2+、Pb2+、Zn2+、Sn2+、Sn4+、Ni2+、Co2+、Sb3+、Sb5+、Hg2+、Cd2+、Bi3+中的一种或几种。10.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述重金属离子水溶液的浓度为5-200mg/mL；所述重金属离子水溶液的温度为20-60℃，pH值为2-7。2CN110975843A说明书1/3页一种共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种共价有机框架基重金属离子吸附分离膜的制备方法及其应用。背景技术[0002]随着采矿、冶金、金属加工、电池制造、染料、化工和电镀等领域的不断发展，越来越多的重金属离子被排放到环境中。这不仅会严重污染水源，而且由于重金属无法被生物降解，随着食物链会不断富集到人类体内，将危害人类健康。通常，水体中只需要含有微量重金属离子便可使人产生毒性反应。当水中锌浓度达到30-40ppm时便可使人产生呕吐、恶心甚至晕厥。毒性较强的重金属如汞和镉等浓度在1ppm时便可产生毒性反应。因此，重金属废水处理刻不容缓。[0003]共价有机框架结构(COFs)作为新型的通过共价键连接的有机多孔结晶材料，因具有比表面积大、孔道结构有序可调、官能团丰富和结构