一种新型多孔离子液体清洗剂及其在膜清洗中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种新型多孔离子液体清洗剂的制备方法，具体制备步骤为：(1)使用阳离子自由基引发剂制备阳离子皂苷：将1

【技术实现步骤摘要】
一种新型多孔离子液体清洗剂及其在膜清洗中的应用


[0001]本专利技术涉及膜清洗剂开发
，尤其是涉及一种新型多孔离子液体清洗剂及其在膜清洗中的应用。

技术介绍

[0002]近几十年发展起来的膜技术是以具有选择透过性的膜材料作为核心，在膜两侧推动力下，实现混合物分离、提纯、浓缩的分离技术。与过滤、精馏、萃取、蒸发等传统分离技术相比，膜技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点，因此被称为新型高效分离技术。
[0003]膜技术的应用十分广泛。比如，随处可购买到的纯净饮用水绝大部分采用膜技术净化得到；为保持乳品的营养价值及水果的风味，牛奶、酸奶、奶酪等也可以采用膜技术进行除菌、浓缩及杂质去除。在21世纪的多数工业中，膜技术将扮演重要角色，在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。
[0004]膜一旦投入运行，只要存在截留和分离，膜的污染就在所难免。膜污染以后，通量下降、分离效率降低、分离效果变差，能够解决的方法只有两个：换膜，或者进行膜清洗。绝大多数情况下，换膜是彻底的解决方法，但需要膜用户为此支付巨额成本，同时也造成了巨大的浪费，于是膜清洗成了其必然的选择。合适的清洗剂及合理的清洗方案不仅能够在短期内为企业带来效益，对整个膜产业的发展也具有不可估量的推动作用，促进我国节能减排目标更快更好的实现。
[0005]离子液体(Ionic Liquids，ILs)是由阴阳离子所构成的盐类。离子液体由于结构可调节、饱和蒸气压低、化学稳定性和热稳定性高等特点，在各个领域的应用都有广阔的发展前景。常规的离子液体分为咪唑盐类、氨基酸类、吡啶盐类、吡咯盐类和铵盐类等。CN202010157639.6公开了一种薄膜的清洗方法，是用阴阳离子液体清洗水处理用的薄膜，但是该方法所制备的离子液体只能在 20
‑
30℃下使用，不能与多酶进行复配使用，限制了其使用范围。
[0006]综上所述，离子液体具有结构可设计、性能可调控和稳定性良好等优点，但是用于膜清洗领域尚未成熟，亟待开发一款具有发展前景的离子液体膜清洗剂。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种新型多孔离子液体清洗剂及其在膜清洗中的应用。本专利技术具有去除油脂、去除无机污染物、络合金属离子、溶解血液污染物的作用，可用于膜设备清洁，清洁效果良好，且不会对膜造成二次污染和损伤，有效提高膜使用寿命，迅速恢复膜水通量，为离子液体在膜清洗剂领域的应用提供了新思路。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种新型多孔离子液体清洗剂的制备方法，具体制备步骤为：
[0010](1)使用阳离子自由基引发剂制备阳离子皂苷：
[0011]所有的试剂都用干燥的氮气鼓泡脱氧，所有聚合反应都是在磁搅拌下、在可控制温度的密封容器中进行；
[0012]为了在水介质中制备阳离子皂苷，将1
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5mM引发剂2，2
′‑
偶氮二
‑
[2
‑
(1，3
‑ꢀ
二甲基
‑
4，5
‑
二氢
‑
1H
‑
咪唑
‑3‑
鎓
‑2‑
基)]丙烷三氟甲磺酸酯和0.5
‑
2M皂苷加入水中，在30
‑
90℃下聚合12
‑
18h；
[0013](2)柠檬酸根阴离子多孔有机笼的制备：
[0014]A、用乙二胺、羧酸钾修饰的乙二胺KCDA和均苯三甲醛按照摩尔比1:1
‑
4 反应得到由亚胺键结合形成的阴离子多孔有机分子笼；
[0015]B、将柠檬酸以3
‑
7:1的摩尔比与阴离子多孔有机分子笼通过物理混合得到了以阴离子多孔有机笼的阴离子端；
[0016](3)多孔离子液体的制备：
[0017]以步骤(1)制备的阳离子皂苷为阳离子端，与步骤(2)制备的柠檬酸根阴离子多孔有机笼为阴离子端按摩尔比1:1
‑
3混合得到离子液体。
[0018]其中，步骤(2)所述反应为在磁搅拌下、在温度为20℃
‑
60℃的密封容器中反应1
‑
6h。
[0019]步骤(3)的具体方法为：称量步骤(1)制备的阳离子皂苷放入水浴锅中的三口圆底烧瓶中，通入氮气，将步骤(1)制备的阳离子皂苷处在氮气的环境中，将水浴锅温度调节到30
‑
90℃；然后按比例称取步骤(2)制备的柠檬酸根阴离子多孔有机笼，在磁力搅拌下，缓慢加入到步骤(1)制备的阳离子皂苷中，反应两天后取出。
[0020]本专利技术还提供了所述的新型多孔离子液体清洗剂在膜清洗中的应用。
[0021]本专利技术有益的技术效果在于：
[0022](1)本专利技术使用的阳离子自由基引发剂(2，2
′‑
偶氮二
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[2
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(1，3
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二甲基
‑
4， 5
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二氢
‑
1H
‑
咪唑
‑3‑
鎓
‑2‑
基)]丙烷三氟甲磺酸酯)制备的阳离子皂苷，是通过对比实验研究了多种引发剂与皂苷的进行聚合反应效果，最终选择了2，2
′‑
偶氮二
‑
[2
‑
(1，3
‑
二甲基
‑
4，5
‑
二氢
‑
1H
‑
咪唑
‑3‑
鎓
‑2‑
基)]丙烷三氟甲磺酸酯，此种引发剂与皂苷进行的聚合反应可以使皂苷带有一价的阳离子，不仅降低了多价阳离子容易堵膜的风险，同时提高了皂苷在水中和有机溶剂中的溶解度，且不会破坏皂苷天然的整体结构，使皂苷保持了表面活性剂的作用，使其具有乳化剂、起泡剂、杀菌剂、溶解血液污染物的功能。
[0023](2)本专利技术采用的制备的多孔有机笼柠檬酸根阴离子，可以使柠檬酸根离子带有阴离子，且不会改变其化学结构，保留了其对金属离子的络合能力，同时提高了柠檬酸在水中的溶解度，且对溶解温度没有要求。
[0024](3)本专利技术制备多孔离子液体不仅具备皂苷的高起泡性、高乳化性、杀菌性、高溶解度，且同时具备柠檬酸的金属络合剂的作用，使用温度、pH无要求，同时多孔有机笼可以提高对污染物的吸附作用，清洗效果相较于单独使用更佳，大大提高了其起泡性、乳化性及金属络合能力。
[0025](4)本专利所专利技术的离子液体针对堵膜的油脂、血液、无机污垢、多价金属离子污染物有极好的清洁效果，而且可与多酶进行复配，具有保持稳定酶活的效果，可应用于膜污染物的清洗及其膜清洗剂产品的复配，是良好环境友好型的新型功能化离子液体，为后续离子液体溶液的构建增加多样性，也为离子液体未来的工业化应用提供新思本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型多孔离子液体清洗剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：(1)使用阳离子自由基引发剂制备阳离子皂苷：所有的试剂都用干燥的氮气鼓泡脱氧，所有聚合反应都是在磁搅拌下、在可控制温度的密封容器中进行；为了在水介质中制备阳离子皂苷，将1
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5mM引发剂2，2
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偶氮二
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[2
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(1，3
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二甲基
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4，5
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二氢
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1H
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咪唑
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鎓
‑2‑
基)]丙烷三氟甲磺酸酯和0.5
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2M皂苷加入水中，在30
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90℃下聚合12
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18h；(2)柠檬酸根阴离子多孔有机笼的制备：A、用乙二胺、羧酸钾修饰的乙二胺KCDA和均苯三甲醛按照摩尔比1:1
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4反应得到由亚胺键结合形成的阴离子多孔有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉恒，孙雪，郑晓宇，陆跃乐，高倩妮，柳磊，
申请(专利权)人：杭州佳嘉乐生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：