一种膜状聚(2‑氨基噻唑)复合纤维的制备方法技术

本发明专利技术提供一种膜状聚(2‑氨基噻唑)复合纤维的制备方法，属于重金属离子吸附材料领域。将聚(2‑氨基噻唑)依次加入二甲基乙酰胺和乙醇，磁力搅拌24h得到第一混合液；取醋酸纤维素加入丙酮，将醋酸纤维素与丙酮的混合液磁力搅拌24h得到第二混合液；将第一混合液与第二混合液混合后，进行超声及磁力搅拌使其混合均匀，得到混合纺丝溶液；将混合纺丝溶液进行静电纺丝，得到聚(2‑氨基噻唑)复合纤维，然后将其在真空烘箱中干燥，得到膜状聚(2‑氨基噻唑)复合纤维。本发明专利技术所得的膜状聚(2‑氨基噻唑)复合纤维能够作为治理Hg(II)的吸附材料，而且由于解吸效率高，解吸效果好，所以可以循环利用，降低了水污染处理的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法，属于重金属离子吸附材料领域。
技术介绍
随着全球经济和社会的日益发展，人类社会对水的需求量迅速增长，与此同时，水环境的污染问题却日益严重，尤其是重金属污染，已经严重影响人们的日常生活和身体健康，对世界上许多国家和地区造成了严重的水资源危机。目前对水中重金属的处理方法主要包括：物理法、化学法和生物法。其中化学法中的化学吸附法以其操作简单、处理周期短、去除率高、选择性好等优点而被广泛研究和应用，也是一种非常有效和具有发展前景的处理方法。吸附法最重要的部分就是吸附剂，作为良好的吸附剂应具备以下特点：制备工艺简单方便、有较大的比表面积、再生容易、对吸附质有优越的选择吸附性、不与吸附质和介质发生化学反应、良好的力学性能等。有机高分子吸附剂是近年来的研究热点，尤其是具有划时代意义的杂环导电聚合物，由于其通常富含硫基、胺基、亚胺基等，对重金属离子具有良好的络合作用，同时胺基和亚胺基还具有还原性，可以与氧化电位较高的重金属离子发生氧化还原反应而达到吸附目的。聚(2-氨基噻唑)是一种新型导电聚合物。其具有很高的氮、硫摩尔含量，所以对重金属离子具有很好的选择性络合作用。目前可见以下研究中，利用聚(2-氨基噻唑)对水中Hg(II)进行吸附。《工业与工程化学研究》(IndustrialandEngineeringChemistryResearch,2016年55卷4911-4918页)报道了用聚(2-氨基噻唑)粉末为吸附剂进行的Hg(II)吸附研究。作者首先使用CuCl2·2H2O为氧化剂、水为溶剂经化学氧化法制备了聚(2-氨基噻唑)，然后应用于对水中Hg(II)的吸附。但是，粉末状材料难以循环利用，因此，如何设计制备聚(2-氨基噻唑)复合纤维作为水中重金属污染高效吸附材料是本领域技术人员所面临的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法，用于对水中重金属离子的吸附。为了实现上述目的，本专利技术提供了制备上述膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的方法，包括以下步骤：步骤一，将0.1-0.4g聚(2-氨基噻唑)依次加入2ml二甲基乙酰胺和2ml乙醇，磁力搅拌24h得到第一混合液；步骤二，取1.44g醋酸纤维素加入8ml丙酮，将醋酸纤维素与丙酮的混合液磁力搅拌24h得到第二混合液；步骤三，将第一混合液与第二混合液混合后，进行超声及磁力搅拌使其混合均匀，得到混合纺丝溶液，第一混合液与第二混合液的混合体积比为1：2；步骤四，将混合纺丝溶液进行静电纺丝，得到聚(2-氨基噻唑)复合纤维；步骤五，将步骤四得到的聚(2-氨基噻唑)复合纤维在真空烘箱中干燥，得到膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维。本专利技术提供的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法，还具有这样的特征，其中，静电纺丝装置的参数为：纺丝液流速为1.5mL/h，所加电压为15kV，接收距离为15cm，收集器为铝箔纸板。专利技术作用与效果本专利技术提供的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法，使膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维更加均匀，因此聚(2-氨基噻唑)颗粒能够很好地附着在纤维表面，从而形成更大的比表面积，提高了重金属离子的吸附效率；膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维作为吸附材料可以循环利用，降低了水污染处理的成本。附图说明图1为实施例1至实施例3制备的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的扫描电子显微镜(SEM)图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术所涉及的一种膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法做进一步说明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的原料、容器、设备等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1本实施例的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法包括以下步骤：步骤一：称取氯化铜(氧化剂)与水的摩尔比为1∶10合成的聚(2-氨基噻唑)0.1g，加入2ml二甲基乙酰胺和2ml乙醇，磁力搅拌24h；步骤二：称取1.44g的醋酸纤维素(CA)，加入8ml丙酮，磁力搅拌24h。步骤三：将上述两种溶液混合，进行超声并磁力搅拌使其混合均匀，即可获得聚(2-氨基噻唑)和醋酸纤维素的混合纺丝溶液。步骤四：将获得的混合纺丝溶液进行静电纺丝,得到聚(2-氨基噻唑)复合纤维,静电纺丝的工作参数为：纺丝液流速为1.5mL/h，所加电压为15kV，接收距离为15cm，收集器为铝箔纸板。步骤五，将聚(2-氨基噻唑)复合纤维在真空烘箱中干燥，得到膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维。产品分析纤维外貌分析图1为实施例1至实施例3制备的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的扫描电子显微镜(SEM)图。如图1-A所示，采用扫描电子显微镜对本实施例得到膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维进行扫描，得到该纤维的外貌SEM图。本实施例制备得到的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维吸附和解吸Hg(II)离子的性能分析：采用如下的吸附实验方法分析本实施例的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维对Hg(II)的吸附性能：称取10mg上述膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维，放置于100ml锥形瓶中，加入47.5mlpH值为6.5的HAc-NaAc缓冲溶液，浸泡一段时间，待膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维分散均匀后，加入2.5ml的Hg(II)标准溶液，室温下磁力搅拌至吸附平衡。吸附容量计算公式为：式中：Q－吸附剂的吸附量，mg/g；C0－金属离子的初始浓度，mg/L；Ce－平衡浓度，mg/L；W－吸附剂的质量，g；V－金属离子溶液的体积，mL。吸附平衡后测得的吸附容量为137.50mg/g。采用如下的解吸附实验方法分析本实施例的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维对Hg(II)的解吸附性能：将上述吸附实验中吸附平衡后的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维膜取出，用去离子水洗涤2～3次，50℃下烘干。将烘干后的该复合纤维转移至100mL锥形瓶中，加入50mL2mol/L的HNO3作为解吸剂，在室温下磁力搅拌至解吸平衡后再次测定溶液中重金属离子的浓度(Cd)，计算解吸效率。解吸效率(E％)可按下式计算：式中：C0－金属离子的初始浓度，mg/L；Ce－平衡浓度，mg/L；V－原金属离子溶液的体积，mL；Vd－解吸剂的体积，mL；Cd－解吸平衡后溶液中金属离子的浓度，mg/L。解吸附平衡后测得解吸效率为90％。通过上述性能分析可知，本实施例得到的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维对Hg(II)的吸附容量为137.50mg/g，吸附后的解吸效率为90.00％。实施例2本实施例的膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法包括以下步骤：步骤一：称取氯化铜(氧化剂)与水的摩尔比为1∶10合成的聚(2-氨基噻唑)0.2g，加入2ml二甲基乙酰胺和2ml乙醇，磁力搅拌24h；步骤二：称取1.44g的醋酸纤维素(CA)，加入8ml丙酮，磁力搅拌24h。步骤三：将上述两种溶液混合，进行超声并磁力搅拌使其混合均匀，即可获得聚(2-氨基噻唑)和醋酸纤维素的混合纺丝溶液。步骤四：将获得的混合纺丝溶液进行静电纺丝,得到聚(2-氨基噻唑)复合纤维,静电纺丝的工作参数为：纺丝液流速为1.5mL/h，所加电压为15kV，接收距离为15cm，收集器为铝箔纸板。步骤五，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜状聚(2‑氨基噻唑)复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将0.1‑0.4g聚(2‑氨基噻唑)依次加入2ml二甲基乙酰胺和2ml乙醇，磁力搅拌24h得到第一混合液；步骤二，取1.44g醋酸纤维素加入8ml丙酮，将所述醋酸纤维素与所述丙酮的混合液磁力搅拌24h得到第二混合液；步骤三，将所述第一混合液与所述第二混合液混合后，进行超声及磁力搅拌使其混合均匀，得到混合纺丝溶液，所述第一混合液与所述第二混合液的混合体积比为1：2；步骤四，将所述混合纺丝溶液进行静电纺丝，得到聚(2‑氨基噻唑)复合纤维；步骤五，将所述聚(2‑氨基噻唑)复合纤维在真空烘箱中干燥，得到所述膜状聚(2‑氨基噻唑)复合纤维。

【技术特征摘要】
1.一种膜状聚(2-氨基噻唑)复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将0.1-0.4g聚(2-氨基噻唑)依次加入2ml二甲基乙酰胺和2ml乙醇，磁力搅拌24h得到第一混合液；步骤二，取1.44g醋酸纤维素加入8ml丙酮，将所述醋酸纤维素与所述丙酮的混合液磁力搅拌24h得到第二混合液；步骤三，将所述第一混合液与所述第二混合液混合后，进行超声及磁力搅拌使其混合均匀，得到混合纺丝溶液，所述第一混合液与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王霞，邹华，余灯广，吕鹏飞，吴迪，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31