CN113351188A - 一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用，它涉及一种仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有的仿生离子印迹粘附层的成本高昂的问题。方法：一、制备PVDF‑CA/CS膜；二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜；一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的用于吸附Li+。本发明制备的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜对锂离子具有较好的选择性吸附能力，同时具有再生性强、化学稳定性良好的特点。本发明可获得一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。

Description

一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜 的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用。
背景技术
锂作为一种重要的金属，对人类社会的影响巨大，近年来被广泛的应用于锂离子电池的生产当中。锂离子电池是电子产品中最为常见的可充电电池，包括手机、电脑、电动汽车等。虽然天然锂资源广泛的存在于盐湖水以及天然矿石之中，但是以目前的消耗速度来看，天然锂资源并不足以满足全球对于锂的需求。因此，快速、高效的从废旧锂离子电池中分离回收锂已经成为该领域的科研前沿。
目前常见的从废旧锂离子电池中分离回收锂的方式主要包括化学法、萃取法和膜分离法。其中，膜分离法由于分离效果好，成本低廉而成为该领域的研究重点。但是膜分离法缺少对目标离子的选择性，导致了分离效率不高。近年来，通过耦合离子印迹技术和膜分离技术制备离子印迹膜，从而使膜分离技术获得了对目标离子的特异性识别作用。然而在离子印迹膜的制备过程中，很难在膜表面形成均匀的活性位点，继而使得离子印迹层发生团聚现象，降低吸附效果。这就需要寻求合适的膜改性手段，赋予膜均匀的活性位点。由于仿生多巴胺含有大量的氨基和酚羟基，很容易在膜表面形成均匀的活性位点，因此被广泛的用作离子印迹膜的界面粘附层，避免了离子印迹层发生团聚现象。但是，仿生多巴胺的价格高昂，并不利于离子印迹膜制备领域的进一步发展，限制离子印迹膜的工业化进程。因此，寻求一种成本低廉、效果良好的的界面粘附层成为解决该技术瓶颈的关键。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的仿生离子印迹粘附层的成本高昂的问题，而提供一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法及应用。
一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF-CA/CS膜：
①、对PVDF膜进行清洗，得到清洗后的PVDF膜；
②、将清洗后的PVDF膜浸入到NaAC溶液中，然后加入NaIO4溶液、壳聚糖溶液和邻苯二酚溶液，再在水浴锅中搅拌反应，反应结束，将PVDF膜取出，再使用去离子水冲洗干净，烘干后得到PVDF-CA/CS膜；
二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜：
①、将LiCl和12-冠醚-4加入到乙腈中，再搅拌，得到混合溶液；
②、将PVDF-CA/CS膜浸入到混合溶液中，再加入偶氮二异丁腈、乙二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸，通入氮气，再密闭反应体系，在氮气气氛、搅拌和温度为75℃下冷凝回流，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，再使用盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li+，最后干燥，得到CA/CS-LIIM膜，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。
一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的用于吸附Li+。
本发明的原理：
一、仿生多巴胺含有大量的酚羟基和氨基，而邻苯二酚(CA)和壳聚糖(CS)可以分别提供酚羟基和氨基，从而实现了仿生多巴胺的替代作用；
二、壳聚糖是储量仅次于纤维素的第二大天然高分子，每年其生物合成的量约有100亿吨，是一种可循环的再生资源，取之不尽、用之不竭；邻苯二酚一般指儿茶酚，多以衍生物的形式广泛的存在于自然界中，尤其是植物当中。这两者均符合仿生定位；
三、邻苯二酚和壳聚糖可以为界面粘附层分别提供酚羟基和氨基，但是价格上又远低于仿生多巴胺，从而起到界面粘附层的替代作用。
静态吸附实验：
取一定量的CA/CS-LIIM膜加入相应的测试溶液中，在25℃的温度下恒温水浴震荡，考察不同Li+初始浓度下CA/CS-LIIM膜对Li+的吸附能力。吸附完成后，采用电感耦合等离子体发生光谱仪(ICP)测量测试溶液中剩余的Li+，并根据此测试出吸附容量Qt(mg/g)。
Figure BDA0003152325670000021
式中C0(mg/L)和Ct(mg/L)分别为吸附前后溶液中Li+的浓度，m(g)为所加入CA/CS-LIIM膜的量，V(mL)为测试溶液的体积。
选择性吸附实验：
取一定量的CA/CS-LIIM膜加入含有Li+和Co2+的混合溶液中，在25℃的温度下恒温水浴震荡一定时间后，考察在Co2+的干扰下，CA/CS-LIIM膜对Li+的选择性吸附性能。测试CA/CS-LIIM膜对Li+和Co2+吸附容量的方法同静态吸附实验。
本发明的有益效果在于：
1、以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层可以达到类似于仿生多巴胺的效果，提供大量的酚羟基和氨基，从而可以提供膜表面均匀的活性位点，便于进一步负载离子印迹层；
2、邻苯二酚和壳聚糖都是来自于自然界中的物质，且产量巨大，取之不尽，用之不竭，因此在成本上远低于仿生多巴胺；
3、本发明制备的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜对锂离子具有较好的选择性吸附能力，同时具有再生性强、化学稳定性良好的特点。
本发明可获得一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。
附图说明
图1为实施例1制备以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的流程图；
图2为红外光谱图，图中1为PVDF膜，2为实施例1步骤一②制备的PVDF-CA/CS膜，3为实施例1步骤二②制备的CA/CS-LIIM膜；
图3为SEM图，图中a为PVDF膜，b为实施例1步骤一②制备的PVDF-CA/CS膜，c为实施例1步骤二②制备的CA/CS-LIIM膜。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
具体实施方式一：本实施方式一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF-CA/CS膜：
①、对PVDF膜进行清洗，得到清洗后的PVDF膜；
②、将清洗后的PVDF膜浸入到NaAC溶液中，然后加入NaIO4溶液、壳聚糖溶液和邻苯二酚溶液，再在水浴锅中搅拌反应，反应结束，将PVDF膜取出，再使用去离子水冲洗干净，烘干后得到PVDF-CA/CS膜；
二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜：
①、将LiCl和12-冠醚-4加入到乙腈中，再搅拌，得到混合溶液；
②、将PVDF-CA/CS膜浸入到混合溶液中，再加入偶氮二异丁腈、乙二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸，通入氮气，再密闭反应体系，在氮气气氛、搅拌和温度为75℃下冷凝回流，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，再使用盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li+，最后干燥，得到CA/CS-LIIM膜，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一①中所述的PVDF膜的直径为47mm，厚度为0.45μm；步骤一①中首先使用去离子水对PVDF膜冲洗3次～5次，再使用无水乙醇对PVDF膜冲洗3次～5次，得到清洗后的PVDF膜。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一②中所述的NaAC溶液的浓度为50mmol/L～70mmol/L，NaIO4溶液的浓度为20mmol/L～30mmol/L，壳聚糖溶液的浓度为10g/L～20g/L，邻苯二酚溶液的浓度为1g/L～2g/L。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一②中所述的NaAC溶液与NaIO4溶液的体积比为100:(10～30)；步骤一②中所述的NaAC溶液与壳聚糖溶液的体积比为100:(10～30)；步骤一②中所述的NaAC溶液与邻苯二酚溶液的体积比为100:(10～30)。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一②中所述的NaAC溶液的制备方法如下：将三水乙酸钠加入到去离子水中，溶解后使用0.1mol/L盐酸将溶液的pH值调节至5，得到pH值为5、浓度为50mmol/L～70mmol/L的NaAC溶液；步骤一②中所述的NaIO4溶液的制备方法如下：将高碘酸钠加入到去离子水中，溶解后得到浓度为20mmol/L～30mmol/L的NaIO4溶液；步骤一②中所述的壳聚糖溶液的制备方法如下：将壳聚糖加入到体积分数为1％的醋酸溶液中，再搅拌20h～24h，得到浓度为10g/L～20g/L的壳聚糖溶液；所述的壳聚糖的浓度小于200mPa·s。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一②中所述的烘干的温度为65℃～75℃，烘干的时间为1h～5h；步骤一②中将清洗后的PVDF膜浸入到NaAC溶液中，然后加入NaIO4溶液、壳聚糖溶液和邻苯二酚溶液，再在温度为30℃～35℃的水浴锅中搅拌反应1h～2h，搅拌的速度为30r/min～60r/min。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二①中所述的LiCl的质量与乙腈的体积比为(0.3g～0.5g):90mL；步骤二①中所述的12-冠醚-4与乙腈的体积比为(0.3～0.5):90；步骤二①中所述的搅拌的时间为0.15h～2h。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二②中所述的偶氮二异丁腈的质量与步骤二①中所述的乙腈的体积比为(0.1g～0.2g):90mL；步骤二②中所述的乙二醇二甲基丙烯酸酯与步骤二①中所述的乙腈的体积比为(0.3mL～0.7mL):90mL；步骤二②中所述的甲基丙烯酸与步骤二①中所述的乙腈的体积比为(0.3mL～0.7mL):90mL。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤二②中在氮气气氛、搅拌速度为30r/min～60r/min和温度为75℃下冷凝回流16h～24h，反应结束后，将PVDF膜取出，使用去离子水和无水乙醇交替对PVDF膜进行清洗，各清洗3次～5次，再使用浓度为1mol/L的盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li+，最后在45℃～50℃下干燥1h～2h，得到CA/CS-LIIM，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。其它步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的用于吸附Li+。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1：一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF-CA/CS膜：
①、首先使用去离子水对PVDF膜冲洗3次，再使用无水乙醇对PVDF膜冲洗3次，得到清洗后的PVDF膜；
步骤一①中所述的PVDF膜的直径为47mm，厚度为0.45μm；
②、将清洗后的PVDF膜浸入到100mL浓度为50mmol/L的NaAC溶液中，然后加入20mL浓度为20mmol/L的NaIO4溶液、10mL浓度为10g/L的壳聚糖溶液和25mL浓度为1g/L的邻苯二酚溶液，再在温度为30℃的水浴锅中以30r/min的搅拌速度搅拌反应1h，反应结束，将PVDF膜取出，再使用去离子水冲洗干净，在65℃下烘干1h，得到PVDF-CA/CS膜；
步骤一②中所述的NaAC溶液的制备方法如下：将三水乙酸钠加入到去离子水中，溶解后使用0.1mol/L盐酸将溶液的pH值调节至5，得到pH值为5、浓度为50mmol/L的NaAC溶液；步骤一②中所述的NaIO4溶液的制备方法如下：将高碘酸钠加入到去离子水中，溶解后得到浓度为20mmol/L的NaIO4溶液；步骤一②中所述的壳聚糖溶液的制备方法如下：将壳聚糖加入到体积分数为1％的醋酸溶液中，再搅拌20h～24h，得到浓度为10g/L的壳聚糖溶液；所述的壳聚糖的浓度小于200mPa·s；
二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜：
①、将0.3g LiCl和0.3mL 12-冠醚-4加入到90mL乙腈中，再在搅拌速度为30r/min的条件下搅拌2h，得到混合溶液；
②、将PVDF-CA/CS膜浸入到混合溶液中，再加入0.1g偶氮二异丁腈、0.3mL乙二醇二甲基丙烯酸酯和0.3mL甲基丙烯酸，通入氮气30min，再密闭反应体系，在氮气气氛、搅拌速度为30r/min和温度为75℃下冷凝回流16h，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，再使用1mol/L的盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li+，最后在50℃下干燥1h，得到CA/CS-LIIM膜，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。
图1为实施例1制备以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的流程图；
图2为红外光谱图，图中1为PVDF膜，2为实施例1步骤一②制备的PVDF-CA/CS膜，3为实施例1步骤二②制备的CA/CS-LIIM膜；
曲线2和曲线1相比，在1540cm-1和1645cm-1处出现的新的吸收峰分别是由于芳香环的N-H弯曲振动和C＝C共振振动。3000～3700cm-1处的新的宽吸收峰是由于-OH和-NH2的拉伸振动，这些基团分别来自壳聚糖和邻苯二酚；这说明PVDF-CA/CS膜被成功的制备；曲线3和曲线2相比，在1543cm-1、1231cm-1、1173cm-1和1424cm-1处出现的新特征峰分别是由于12-冠醚-4的C＝O拉伸振动、C-O弯曲振动、C-O拉伸振动和CH2弯曲振动；这些出现的新特征峰证明了在PVDF-CA/CS膜的表面成功的负载12-冠醚-4，得到CA/CS-LIIM膜。
图3为SEM图，图中a为PVDF膜，b为实施例1步骤一②制备的PVDF-CA/CS膜，c为实施例1步骤二②制备的CA/CS-LIIM膜；
通过b和a相比，b的表面增加了一些颗粒状物质，这是由于壳聚糖颗粒的成功负载；而通过c和a、b的对比，c的表面粗糙度明显增强，说明成功负载了12-冠醚-4，CA/CS-LIIM膜被成功制备。
静态吸附实验：称取6份实施例1制备的CA/CS-LIIM膜，分别放入6个离心管中，并加入10mL的LiCl溶液，浓度分别为5mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L，随后在25℃的条件下恒温水域震荡3h。吸附完成后，采用电感耦合等离子体发生光谱仪(ICP)测量测试溶液中剩余的Li+，并根据此测试出吸附容量Qt(mg/g)。
结果表明，在Li+浓度为200mg/L时，CA/CS-LIIM膜的吸附容量最大，最高饱和吸附容量为56.85mg/g。
选择性吸附实验：取0.1g的实施例1制备的CA/CS-LIIM膜加入到100mL含有Li+和Co2+的混合溶液中，两种离子的浓度均为50mg/L，在35℃的温度下恒温水浴震荡一定时间后，考察在Co2+的干扰下，CA/CS-LIIM膜对Li+的选择性吸附性能。
结果表明，混合溶液中，实施例1制备的CA/CS-LIIM膜对Li+的吸附容量为40.58mg/g，对Co2+的吸附容量为11.2mg/g，证明CA/CS-LIIM膜对Li+具有高效的选择性。
实施例2与实施例1的不同点是：步骤二①中将0.4g LiCl和0.4mL 12-冠醚-4加入到90mL乙腈中，再在搅拌速度为30r/min的条件下搅拌2h，得到混合溶液。其它步骤及参数与实施例1均相同。
选择性吸附实验：取0.1g的实施例2制备的CA/CS-LIIM膜加入到100mL含有Li+和Co2+的混合溶液中，两种离子的浓度均为50mg/L，在35℃的温度下恒温水浴震荡一定时间后，考察在Co2+的干扰下，CA/CS-LIIM膜对Li+的选择性吸附性能。
结果表明，混合溶液中，实施例2制备的CA/CS-LIIM膜对Li+的吸附容量为48.6mg/g，对Co2+的吸附容量为13.1mg/g，证明CA/CS-LIIM膜对Li+具有高效的选择性。
实施例3与实施例1的不同点是：步骤二①中将0.5g LiCl和0.5mL 12-冠醚-4加入到90mL乙腈中，再在搅拌速度为30r/min的条件下搅拌2h，得到混合溶液。其它步骤及参数与实施例1均相同。
选择性吸附实验：取0.1g的实施例3制备的CA/CS-LIIM膜加入到100mL含有Li+和Co2+的混合溶液中，两种离子的浓度均为50mg/L，在35℃的温度下恒温水浴震荡一定时间后，考察在Co2+的干扰下，CA/CS-LIIM膜对Li+的选择性吸附性能。
结果表明，混合溶液中，实施例3制备的CA/CS-LIIM膜对Li+的吸附容量为38.26mg/g，对Co2+的吸附容量为7.58mg/g，证明CA/CS-LIIM膜对Li+具有高效的选择性。
实施例3制备的CA/CS-LIIM膜对Li+和Co2+的吸附容量下降的原因是由于投加的12-冠醚-4量过多，因此发生了识别位点(12-冠醚-4)包埋的现象，降低了吸附量。

Claims (10)

1.一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于该制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备PVDF-CA/CS膜：
①、对PVDF膜进行清洗，得到清洗后的PVDF膜；
②、将清洗后的PVDF膜浸入到NaAC溶液中，然后加入NaIO4溶液、壳聚糖溶液和邻苯二酚溶液，再在水浴锅中搅拌反应，反应结束，将PVDF膜取出，再使用去离子水冲洗干净，烘干后得到PVDF-CA/CS膜；
二、制备以CA/CS为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜：
①、将LiCl和12-冠醚-4加入到乙腈中，再搅拌，得到混合溶液；
②、将PVDF-CA/CS膜浸入到混合溶液中，再加入偶氮二异丁腈、乙二醇二甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸，通入氮气，再密闭反应体系，在氮气气氛、搅拌和温度为75℃下冷凝回流，反应结束后，将PVDF膜取出清洗，再使用盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li+，最后干燥，得到CA/CS-LIIM膜，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。
2.根据权利要求1所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的PVDF膜的直径为47mm，厚度为0.45μm；步骤一①中首先使用去离子水对PVDF膜冲洗3次～5次，再使用无水乙醇对PVDF膜冲洗3次～5次，得到清洗后的PVDF膜。
3.根据权利要求1所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的NaAC溶液的浓度为50mmol/L～70mmol/L，NaIO4溶液的浓度为20mmol/L～30mmol/L，壳聚糖溶液的浓度为10g/L～20g/L，邻苯二酚溶液的浓度为1g/L～2g/L。
4.根据权利要求1或3所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的NaAC溶液与NaIO4溶液的体积比为100:(10～30)；步骤一②中所述的NaAC溶液与壳聚糖溶液的体积比为100:(10～30)；步骤一②中所述的NaAC溶液与邻苯二酚溶液的体积比为100:(10～30)。
5.根据权利要求4所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的NaAC溶液的制备方法如下：将三水乙酸钠加入到去离子水中，溶解后使用0.1mol/L盐酸将溶液的pH值调节至5，得到pH值为5、浓度为50mmol/L～70mmol/L的NaAC溶液；步骤一②中所述的NaIO4溶液的制备方法如下：将高碘酸钠加入到去离子水中，溶解后得到浓度为20mmol/L～30mmol/L的NaIO4溶液；步骤一②中所述的壳聚糖溶液的制备方法如下：将壳聚糖加入到体积分数为1％的醋酸溶液中，再搅拌20h～24h，得到浓度为10g/L～20g/L的壳聚糖溶液；所述的壳聚糖的浓度小于200mPa·s。
6.根据权利要求1所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的烘干的温度为65℃～75℃，烘干的时间为1h～5h；步骤一②中将清洗后的PVDF膜浸入到NaAC溶液中，然后加入NaIO4溶液、壳聚糖溶液和邻苯二酚溶液，再在温度为30℃～35℃的水浴锅中搅拌反应1h～2h，搅拌的速度为30r/min～60r/min。
7.根据权利要求1所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的LiCl的质量与乙腈的体积比为(0.3g～0.5g):90mL；步骤二①中所述的12-冠醚-4与乙腈的体积比为(0.3～0.5):90；步骤二①中所述的搅拌的时间为0.15h～2h。
8.根据权利要求1所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤二②中所述的偶氮二异丁腈的质量与步骤二①中所述的乙腈的体积比为(0.1g～0.2g):90mL；步骤二②中所述的乙二醇二甲基丙烯酸酯与步骤二①中所述的乙腈的体积比为(0.3mL～0.7mL):90mL；步骤二②中所述的甲基丙烯酸与步骤二①中所述的乙腈的体积比为(0.3mL～0.7mL):90mL。
9.根据权利要求1所述的一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的制备方法，其特征在于步骤二②中在氮气气氛、搅拌速度为30r/min～60r/min和温度为75℃下冷凝回流16h～24h，反应结束后，将PVDF膜取出，使用去离子水和无水乙醇交替对PVDF膜进行清洗，各清洗3次～5次，再使用浓度为1mol/L的盐酸对PVDF膜进行清洗，去除Li+，最后在45℃～50℃下干燥1h～2h，得到CA/CS-LIIM，即为以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜。
10.如权利要求1所述的制备方法制备的以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的应用，其特征在于一种以邻苯二酚/壳聚糖为界面粘附层的仿生锂离子印迹膜的用于吸附Li+。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114088784A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的电化学适配体传感器及其制备方法与应用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080009411A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Hsien-Chih Lin Method for Manufacturing Absorbent having Function of Suppressing Leakage of Formaldehyde
CN101543765A (zh) * 2009-03-26 2009-09-30 南京医科大学 一种酚类纳米硅胶表面分子印迹材料的制备方法
CN108568278A (zh) * 2017-03-13 2018-09-25 广州市芯检康生物科技有限公司 一种新型的即用型气凝胶微球及其制备方法
CN112915972A (zh) * 2021-01-22 2021-06-08 广州大学 一种高Cr(Ⅵ)吸附量的核壳结构高分子磁性纳米球及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080009411A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Hsien-Chih Lin Method for Manufacturing Absorbent having Function of Suppressing Leakage of Formaldehyde
CN101543765A (zh) * 2009-03-26 2009-09-30 南京医科大学 一种酚类纳米硅胶表面分子印迹材料的制备方法
CN108568278A (zh) * 2017-03-13 2018-09-25 广州市芯检康生物科技有限公司 一种新型的即用型气凝胶微球及其制备方法
CN112915972A (zh) * 2021-01-22 2021-06-08 广州大学 一种高Cr(Ⅵ)吸附量的核壳结构高分子磁性纳米球及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHANSHAN ZHAO: "An antifouling catechol/chitosan-modified polyvinylidene fluoride membrane for sustainable oil-in-water emulsions separation", 《FRONTIERS OF ENVIRONMENTAL SCIENCE & ENGINEERING》 *
张兰河: "Ca2+对污泥硝化活性和絮凝沉降性能的影响", 《环境科学》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114088784A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 中南大学 一种检测金黄色葡萄球菌的电化学适配体传感器及其制备方法与应用方法

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