本发明专利技术公开了一种氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜的制备方法，属于纺织材料领域，具体制备方法包括：将热分解锌盐、抗菌金属盐与高聚物溶于有机溶剂，得到纺丝液；利用溶液喷射纺丝得到的纺丝液制备成纳米纤维膜；然后将纳米纤维膜在低于高聚物粘流温度的高温下烘燥，得到负载氧化锌晶种的纳米纤维膜；将热分解锌盐、脂环胺类物质溶于水中得到生长液，调控酸碱度，再将得到负载氧化锌晶种的纳米纤维膜浸没其中，加热，得到氧化锌纳米线修饰的纳米纤维膜。本发明专利技术制备的氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜具有超亲水/水下疏油的润湿性能，具有稳定的耐高温、耐碱性，可抗微生物污染，可用于油水分离、催化、工业废气过滤脱硫等领域。领域。领域。
【技术实现步骤摘要】
一种氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜的制备方法
[0001]本专利技术涉及一种氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜的制备方法，属于纺织材料领域。
技术介绍
[0002]随着人类社会的发展，水资源和大气环境的污染逐渐成为使得生态环境日益恶化的两大因素。含油污水是一种水资源污染的常见形式，其治理流程中的关键一环是油水的分离；对于大气污染，过滤是一种去除空气中的固体颗粒物、含硫气体等有害物质的有效手段。因而分离油水、过滤大气污染物是一直以来的研究热点。
[0003]目前，油水分离材料可分为超疏水/超亲油型、超亲水/超疏油型和智能调控型材料。其中超疏水/超亲油型材料由于实现难度较小而被更多地研究，但超亲，水/超疏油型材料在实际生产中更为实用。由于实际的油水乳液环境较为复杂，特别是高温、酸碱性等因素，对油水分离材料的稳定性能提出了较高的要求。另外，分离体系中的微生物及其代谢物质的沾染会导致膜的通过效率降低、润湿性改变，从而降低膜的分离效率和使用寿命，但目前的油水分离材料普遍较少考虑抗微生物性能。
[0004]如中国专利CN111760330A公开了一种聚酯复合PTFE油水分离材料，由氧化石墨烯基体和聚四氟乙烯、聚酯的交联乳液膜组成，具有超疏水亲油的润湿性能，对油包水乳液具有优异的油水分离效果，但对实际生产中更常见的水包油乳液分离效率低下，且容易被油类物质(特别是高粘度的油)污染而降低工作效率。
[0005]又如中国专利CN112090295A公开了一种可降解的油水分离膜材料及其制备方法，由分别含纳米碳管和含二氧化硅的纳米流体、碳纳米管的两层聚乳酸纤维膜组成，有较为理想的油水分离性能，且因可降解性而对环境较为友好，但只能适用于常温、非碱性的工作环境。
[0006]再如中国专利CN111957215A公开了一种油水分离陶瓷膜、制备方法以及油水分离装置，是采用一面亲水、一面疏水的多孔陶瓷膜，整体制备工艺简单，但本身不具有对微生物的抗性，因而在油水中微生物及其产物的影响下会逐渐损失工作性能，且多次使用会对油水产生污染以及产生微生物的交叉感染，威胁环境安全和人体健康。
[0007]氧化锌纳米线是一种具有许多特性的无机纳米材料，因为具有良好的亲水性而有望用于油水分离领域。氧化锌纳米线单独用于工业废气过滤脱硫的技术已经成熟并产业化，但其复合材料用于此领域的研究尚少。此外，氧化锌纳米线还具有对pH≤11的碱性环境的耐受性，并有光催化活性、杀菌性等特性，近年来成为了研究热点。
[0008]银、铜是已证实的对革兰氏阳性菌、阴性菌具有普遍抗性的金属，在医疗领域的研究较为深入，但较少地应用于工业抗菌用途。镓的抗菌性能在近年来受到研究，其应用目前较少，因此相较于已知的诸多抗菌物质具有低耐药性的优势。
技术实现思路
[0009][技术问题][0010]目前的油水分离材料普遍采用超疏水/超亲油型，对水包油乳液的适应性较差，且容易在使用时被油相污染、堵塞而降低工作效率；设计考虑的油水环境较为理想，不适用于高温、酸碱等实际的生产环境；不具有对微生物的抗性，反复工作容易受到油水中微生物及其代谢产物的污染而改变润湿性、堵塞通道，从而损失工作性能、减少使用寿命，并对环境产生生物污染，威胁人类健康。
[0011]纳米纤维膜是一种低成本、高过滤效率的空气过滤材料，但苛刻的工作环境对其热稳定性、强力等性能提出了要求。针对气体中的需要捕获的有害元素，纳米纤维膜的比表面积需要更进一步，但目前的纺丝技术和成本等因素制约了纤维细度的提升。
[0012][技术方案][0013]为解决上述至少一个问题，本专利技术用氧化锌纳米线修饰聚偏氟乙烯纳米纤维膜，加入抗菌金属以增强抗微生物性能，得到了一种氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜，具有超亲水/水下疏油型的润湿性能。
[0014]本专利技术的第一个目的是提供一种制备氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜的方法，包括如下步骤：
[0015](1)将热分解锌盐、抗菌金属盐与含氟高聚物溶于有机溶剂，得到均匀的纺丝液；
[0016](2)将步骤(1)得到的纺丝液通过溶液喷射纺丝技术制备得到纳米纤维膜；
[0017](3)将步骤(2)得到的纳米纤维膜在低于含氟高聚物粘流温度下进行加热，得到负载氧化锌晶种的纳米纤维膜；
[0018](4)将热分解锌盐、脂环胺类物质溶解，调节溶液pH，得到生长液；再将步骤(3)得到的纳米纤维膜浸渍在生长液中，常温下超声处理，然后在不完全密封状态下水浴加热，得到氧化锌纳米线修饰的纳米纤维膜。
[0019]在一种实施方式中，步骤(1)所述的热分解锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、草酸锌和碳酸锌中的一种或几种，或其水合物二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、氯化锌水合物、四水合磷酸锌、二水合草酸锌和碳酸锌单水合物中的一种或几种；其中，热分解锌盐在纺丝液中的浓度为5～20g/L；进一步优选，热分解锌盐在纺丝液中的浓度为13～17g/L；热分解锌盐在纺丝液中的最佳浓度为15g/L。
[0020]在一种实施方式中，步骤(1)所述的抗菌金属盐为铜盐、银盐和镓盐，具体包括醋酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸银、硝酸银、醋酸镓、硝酸镓和氯化镓中的一种或几种，或其水合物一水合醋酸铜、三水合硝酸铜、二水合氯化铜、硝酸镓水合物中的一种或几种；抗菌金属盐在纺丝液中的浓度为0～0.5g/L。
[0021]在一种实施方式中，步骤(1)所述的含氟高聚物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或两种，含氟高聚物在纺丝液中的浓度为100～200g/L，分子量为3.0
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105。
[0022]在一种实施方式中，步骤(1)所述的有机溶剂为芳香烃、脂肪烃、醇类、醚类、酮类，包括乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮、丙酮和四氢呋喃中的一种或多种。
[0023]在一种实施方式中，步骤(2)所述的溶液喷射纺丝技术原理为：以一定速率供给纺丝液，通过高压气流牵伸纺丝液流并挥发溶剂，将纤维接收到负压装置上。具体参数设置
为：纺丝液推进速率为2.0mL/h，纺丝气压为0.20MPa，接收距离为56cm，纺丝时间为30min，采用0.8mm金属针头纺丝，采用10目左右的钢网接收。
[0024]在一种实施方式中，步骤(3)所述的加热温度为90～170℃，加热时间为6～72h。
[0025]在一种实施方式中，步骤(4)所述的热分解锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、草酸锌和碳酸锌中的一种或几种，或其水合物二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、氯化锌水合物、四水合磷酸锌、二水合草酸锌和碳酸锌单水合物中的一种或几种；热分解锌盐在生长液中的浓度为0.005～0.040mol/L；优选热分解锌盐在生长液中的浓度为0.007～0.015mol/L；进一步优选热分解锌盐在生长液中的浓度为0.010～0.015mol/L。
[0026]在一种实施方式中，步骤(4)所述的脂环胺类物质为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氧化锌纳米线修饰的纳米纤维过滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将热分解锌盐、抗菌金属盐与含氟高聚物溶于有机溶剂，得到纺丝液；(2)将步骤(1)得到的纺丝液通过溶液喷射纺丝技术制备得到纳米纤维膜；(3)将步骤(2)得到的纳米纤维膜在低于含氟高聚物粘流温度下进行加热，得到负载氧化锌晶种的纳米纤维膜；(4)将热分解锌盐、脂环胺类物质溶解，调节溶液pH，得到生长液；再将步骤(3)得到的纳米纤维膜浸渍在生长液中，常温下超声处理，然后在不完全密封状态下加热，将处理后的纤维膜清洗烘干，得到氧化锌纳米线修饰的纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的热分解锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、草酸锌和碳酸锌中的一种或几种，或其水合物二水合醋酸锌、六水合硝酸锌、氯化锌水合物、四水合磷酸锌、二水合草酸锌和碳酸锌单水合物中的一种或几种；热分解锌盐在纺丝液中的浓度为5～15g/L。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的抗菌金属盐为铜盐、银盐或镓盐，具体包括醋酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸银、硝酸银、醋酸镓、硝酸镓和氯化镓中的一种或几种，或其水合物一水合醋酸铜、三水合硝酸铜、二水合氯化铜、硝酸镓水合物中的一种或几种；抗菌金属盐在纺丝液中的浓度为0～0.5g/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓炳耀，董文昊，李大伟，刘峰，申莹，刘庆生，李昊轩，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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