一种可降解导电复合膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可降解导电复合膜的制备方法，包括将烟草废弃物进行粉碎，过网筛，放置在容器中，加水浸6～10h，过滤，收集浸提液和滤渣；向浸提液中加入酸溶液，在95～110℃搅拌，然后滴加碱性过氧化氢调节pH值，搅拌45～60min，得到水解液；将滤渣使用乙醇溶液进行索提，得到索提液，将水解液和索提液混合，高温灭菌后加入到培养基中，再加入细菌纤维素生产菌在培养，得到细菌纤维素膜；将细菌纤维素膜用蒸馏水进行洗涤，然后平铺在烧杯底部，引流加入甲醇溶液，加入锌盐，摇床中摇动后加入2

【技术实现步骤摘要】
一种可降解导电复合膜的制备方法


[0001]本专利技术属于导电膜材料制备领域，具体涉及一种可降解导电复合膜的制备方法。

技术介绍

[0002]纤维素多聚物由重复的葡萄糖单体以β
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1,4糖苷键聚合而成，其种类包括植物纤维素、动物纤维素及部分由微生物合成的纤维素。自然界中能够产纤维素的微生物包括醋酸杆菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属等。其中，木醋杆菌是产量最多的一类菌种。与植物纤维素相比，细菌纤维素是由微生物以单糖分子为底物合成的，因此细菌纤维素具有较高的纯度。此外，细菌纤维素还具有许多优异的理化特性，如高聚合度，高结晶度，良好的生物相容性，较小的热膨胀系数，高杨氏模量和拉伸强度及高含水性。
[0003]烟草作为一种特殊的经济作物，优质烟叶可作为原料用于制作卷烟，而其根、茎、杈、顶以及不适用烟叶则作为废物被丢弃，在卷烟制造加工过程会产生约20％～25％的烟草废弃物，不仅占用大量场地，而且长期堆放容易发生霉变从而引起环境问题。对于烟杆的处理，一部分是制定生物炭，用作燃料，其燃烧能量能基本达到等量燃煤的水平，但是燃烧残留物却对环境成了严重的污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可降解导电复合膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0005]S1：将烟草废弃物进行粉碎，然后过80～100目网筛后放置在容器中，然后加入水充分搅拌进行浸6～10h，其中烟草废弃物和水的质量比为1:8～12，然后过滤，收集浸提液和滤渣。
[0006]S2：向步骤S1中收集的浸提液中加入酸溶液，然后在95～110℃下搅拌30～60min，然后滴加碱性过氧化氢调节pH值至6.2～7.0，在该温度下继续搅拌45～60min，得到水解液；将步骤S1中的滤渣使用乙醇溶液进行索提，得到索提液，然后将水解液和索提液混合，然后进行高温灭菌后，加入到培养基中，再加入细菌纤维素生产菌在35～37℃进行培养5～8天，得到细菌纤维素膜。
[0007]S3：将步骤S2中得到的细菌纤维素膜用蒸馏水进行洗涤，然后平铺在烧杯底部，引流加入甲醇溶液，然后加入锌盐，摇床中摇动8～15h后加入2
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甲基咪唑，继续摇动3～6h，备下一步使用。
[0008]在该步骤中，由于细菌纤维素膜中的细菌纤维素自身存在三维网络结构，金属钴离子会通过氢键作用附着在细菌纤维素膜内表面，之后加入2
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甲基咪唑与金属钴离子在室温条件下甲醇溶剂中形成金属有机框架材料ZIF
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8，并且形成的金属有机框架材料大多数都附着在膜表面上。
[0009]S4：将步骤S3中的膜轻轻取出，然后平铺在另一烧杯中，引流加入N,N
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二甲基甲酰胺和去离子水，其中N,N
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二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1，然后加入吡咯并将该烧
杯放置在0～5℃环境中滴加氧化剂溶液使吡咯聚合反应7～10h后，烘干得到复合膜。
[0010]作为优选方案，上述所述的烟草废弃物为烟草种植、生产以及加工过程中所产生的废弃物，包括烟茎、烟草、烟花、烟叶、烟种、叶脉以及烟末。
[0011]作为优选方案，上述所述的酸溶液为质量分数为60～85％的醋酸溶液或质量分数为80～90％的磷酸溶液。
[0012]作为优选方案，上述所述的锌盐为六水合硝酸钴、四水合乙酸钴、七水合硫酸钴中的任意一种。
[0013]作为优选方案，上述所述的氧化剂溶液为三氯化铁的盐酸溶液。
[0014]作为更优选方案，上述所述的盐酸溶液的质量浓度为30～36％。
[0015]作为优选方案，上述所述的吡咯和氧化剂溶液的质量体积比为(0.4～0.85)g:(0.096～0.255)mL。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0017]本专利技术中，将细菌纤维素作为基体，然后采用具有高导电性材料金属有机框架ZIF
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8和导电高分子聚吡咯制备出高导电性质的复合膜，其导电率经测试最高可达21.339S/cm，具有良好的导电性能，其中烟草废弃物作为培养细菌纤维素的原料，烟草废弃物中含有加大量的糠醛和烟碱，易于金属离子产生氢键作用，使得金属离子能够附着在细菌纤维膜上，但是该种氢键作用又比较弱，所以加入2
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甲基咪唑后，容易形成金属有机框架材料附着在膜表面，同时聚吡咯作为高分子材料使得本专利技术复合膜还具有良好的机械性能。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1制备复合膜的SEM图谱。
具体实施方式
[0019]下面对本专利技术实施例作具体详细的说明，本实施例在本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。
[0020]实施例1
[0021]一种可降解导电复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：
[0022]S1：将烟草废弃物进行粉碎，然后过80目网筛后放置在容器中，然后加入水充分搅拌进行浸6h，其中烟草废弃物和水的质量比为1:8，然后过滤，收集浸提液和滤渣。
[0023]S2：向步骤S1中收集的浸提液中加入质量分数为60％的醋酸溶液，然后在95℃下搅拌30min，然后滴加碱性过氧化氢调节pH值至6.2，在该温度下继续搅拌45min，得到水解液；将步骤S1中的滤渣使用乙醇溶液进行索提，得到索提液，然后将水解液和索提液混合，然后进行高温灭菌后，加入到培养基中，再加入细菌纤维素生产菌在35℃进行培养5天，得到细菌纤维素膜。
[0024]S3：将步骤S2中得到的细菌纤维素膜用蒸馏水进行洗涤，然后平铺在烧杯底部，引流加入甲醇溶液，然后加入六水合硝酸钴，摇床中摇动8h后加入2
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甲基咪唑，继续摇动3h，
备下一步使用。
[0025]S4：将步骤S3中的膜轻轻取出，然后平铺在另一烧杯中，引流加入N,N
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二甲基甲酰胺和去离子水，其中N,N
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二甲基甲酰胺和去离子水的体积比为1:1，然后加入吡咯并将该烧杯放置在0℃环境中滴加三氯化铁的质量浓度为30％的盐酸溶液使吡咯聚合反应7h后，烘干得到复合膜；其中吡咯和氧化剂溶液的质量体积比为0.4g:0.096mL。
[0026]实施例2
[0027]一种可降解导电复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：
[0028]S1：将烟草废弃物进行粉碎，然后过100目网筛后放置在容器中，然后加入水充分搅拌进行浸10h，其中烟草废弃物和水的质量比为1:12，然后过滤，收集浸提液和滤渣。
[0029]S2：向步骤S1中收集的浸提液中加入质量分数为90％的磷酸溶液，然后在110℃下搅拌60min，然后滴加碱性过氧化氢调节pH值至7.0，在该温度下继续搅拌60min，得到水解液；将步骤S1中的滤渣使用乙醇溶液进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解导电复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1：将烟草废弃物进行粉碎，然后过80～100目网筛后放置在容器中，然后加入水充分搅拌进行浸6～10h，其中烟草废弃物和水的质量比为1:8～12，然后过滤，收集浸提液和滤渣；S2：向步骤S1中收集的浸提液中加入酸溶液，然后在95～110℃下搅拌30～60min，然后滴加碱性过氧化氢调节pH值至6.2～7.0，在该温度下继续搅拌45～60min，得到水解液；将步骤S1中的滤渣使用乙醇溶液进行索提，得到索提液，然后将水解液和索提液混合，然后进行高温灭菌后，加入到培养基中，再加入细菌纤维素生产菌在35～37℃进行培养5～8天，得到细菌纤维素膜；S3：将步骤S2中得到的细菌纤维素膜用蒸馏水进行洗涤，然后平铺在烧杯底部，引流加入甲醇溶液，然后加入锌盐，摇床中摇动8～15h后加入2
‑
甲基咪唑，继续摇动3～6h，备下一步使用；S4：将步骤S3中的膜轻轻取出，然后平铺在另一烧杯中，引流加入N,N
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二甲基甲酰胺和去离子水，其中N,N
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二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴良义，
申请(专利权)人：绍兴优越环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：