多孔纳米纤维膜的制备及其在重金属离子吸附应用制造技术

重金属污染对人体健康和环境产生危害，本发明专利技术提供一种可吸附重金属的多孔纳米纤维膜的制备和应用。以壳聚糖为主要原料，采用静电纺丝得到多孔纳米纤维，在此基础上采用原子转移自由基法在纤维表面接枝聚合物刷，本发明专利技术制备的多孔纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、纤维膜表面的聚合物刷可蝥合大量重金属离子等优点，增大与金属离子的接触面积，提高吸附量，缩短吸附平衡的时间，可快速有效吸附水中的重金属离子。

【技术实现步骤摘要】
多孔纳米纤维膜的制备及其在重金属离子吸附应用
本专利技术涉及多孔纳米纤维膜的制备及其在重金属离子吸附应用，属于功能材料、吸附材料和环境材料领域。
技术介绍
随工业化进程的加快，水体重金属污染成为一种普遍存在的现象。重金属水体污染具有持久性，且难以降解和发现，对人类健康危害极大，造成不可逆转的伤害。目前治理办法主要有：化学法、生物法和物理化学法。化学沉淀法经济简便，可以高效率除去多种重金属离子，但对水体浓度有要求，不适合处理低浓度或轻微污染的水体，达不到深度清除的要求。另外，化学沉淀法会产生大量固体废弃物，处理不当就会造成二次污染。氧化还原法可使有毒的重金属离子转变为无毒或低毒的价态，几乎可以处理一切工业废水，但会产生大量残渣，增大处理成本。生物法是利用细菌或藻类等微生物来去除水中的重金属离子。这种方法成本低、效率高、二次污染小，但只能去除低浓度的重金属。吸附法主要利用静电相互作用和螯合作用，来吸附水中的重金属离子。吸附剂材料来源广泛，同时具备吸附量大、速度快、吸附率高、易操作以及再生性能好的优点，因而吸附法的应用最为广泛。各种吸附剂的吸附容量差距较大，且成本不同，因此吸附剂的选择是吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
多孔纳米纤维膜的制备及其在重金属离子吸附应用，其特征在于该制备方法包括以下步骤：(1)以壳聚糖为主要原料，将壳聚糖和辅助纺丝的高聚物按一定比例溶解乙酸溶液中，充分搅拌均匀配制成纺丝液，通过高压静电纺丝技术制备出纳米纤维膜；(2)将上述步骤得到的纳米纤维膜在一定温度下浸泡在溶剂中，一定时间后取出，用去离子水和乙醇冲洗三次，室温下真空干燥48h，得到多孔壳聚糖纳米纤维膜；(3)称取一定质量的多孔壳聚糖纳米纤维放入三颈瓶中，依次加入一定比例的溴引发剂、溶剂、缚酸剂，冰浴下反应一段时间后转入到室温条件下继续反应，反应结束后将纤维膜取出，用丙酮、乙醇、去离子水依次洗涤，室温下真空干燥48h，得到溴化的多...

【技术特征摘要】
1.多孔纳米纤维膜的制备及其在重金属离子吸附应用，其特征在于该制备方法包括以下步骤：(1)以壳聚糖为主要原料，将壳聚糖和辅助纺丝的高聚物按一定比例溶解乙酸溶液中，充分搅拌均匀配制成纺丝液，通过高压静电纺丝技术制备出纳米纤维膜；(2)将上述步骤得到的纳米纤维膜在一定温度下浸泡在溶剂中，一定时间后取出，用去离子水和乙醇冲洗三次，室温下真空干燥48h，得到多孔壳聚糖纳米纤维膜；(3)称取一定质量的多孔壳聚糖纳米纤维放入三颈瓶中，依次加入一定比例的溴引发剂、溶剂、缚酸剂，冰浴下反应一段时间后转入到室温条件下继续反应，反应结束后将纤维膜取出，用丙酮、乙醇、去离子水依次洗涤，室温下真空干燥48h，得到溴化的多孔壳聚糖纳米纤维膜；(4)将溴化的多孔壳聚糖纳米纤维膜放入含有一定体积比的甲醇和去离子水混合液的三颈瓶中，然后依次加入一定摩尔比例的单体、配体和催化剂，在氮气氛围中进行原子自由基聚合反应，室温下反应一定时间后将体系暴露在空气中终止反应，将膜取出用乙醇和去离子水冲洗三次，室温下真空干燥48h，得到表面接枝聚合物刷的壳聚糖纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的多孔纳米纤维膜的制备及其在重金属离子吸附应用，其特征在于，步骤(1)所述的壳聚糖脱乙酰度为70-95％、分子量为50,000-200,000，壳聚糖和助纺剂的比例为70:30、60:40、50:50，乙酸溶液的质量比浓度为1-5％，辅助纺丝的高分子为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮中的任意一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：马贵平，杨冬雪，聂俊，
申请(专利权)人：北京化工大学常州先进材料研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32