【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米纤维膜，尤其涉及一种双金属铝铁mof/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、硒(se)是人类和动物健康必需的微量营养素，也是许多蛋白的活性中心，在人类和动物体内酶功能中发挥不可估量的作用，缺硒可能引起大骨节病和克山病。氧阴离子无机硒物种的最普遍表达形式是se(iv)和se(vi)，在人类生活的周边环境下它们都是可溶的，在氧化还原条件下，亚硒酸盐作为土壤中主要的溶液物种存在，而硒酸盐在高氧化还原条件下存在。虽然土壤矿物质会迅速吸附亚硒酸盐物种，但在工业废水中通常会检测到相对高浓度的硒酸盐物种，人为的一些活动使硒通过地球化学循环进入到生态系统中参与代谢，采矿、炼油、发电和农业生产的不断蓬勃发展是水体硒浓度积累的主要来源，硒的产生或释放，导致局部水体硒含量超标。因此，需要采用合理的方法将水体中的硒吸附富集并转化利用，以解决生物体对硒的摄入量不足的问题。
2、有机接头和无机金属离子或金属簇合成的金属有机骨架(mofs)结构，具备表面积大、孔隙率高、稳定性好等优势，已广泛应用于抗菌、气体储存、吸附分离、传感、载药诊疗和光催化等方面。近年来，对mofs进行表面修饰使其具有特定官能团或与mofs结合形成新型功能复合材料用于去除水体中的污染物引起了广泛关注。静电纺丝是一种简单有效的制备连续纤维的技术，凭借聚合物自身的优势，与各种粉末状材料混合静电纺丝成功制备纤维复合膜。静电纺丝纳米纤维膜(enfms)由直径在数十至数百纳米范围内的无纺布纤维组成，它们具有制备简单、厚度小、比表面积大、热稳定性
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种双金属铝铁mof/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法，利用该方法制备的双金属铝铁mof/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜能够有效吸附水中的硒离子。
2、本专利技术利用静电纺丝技术与双金属铝铁mof结合后，mofs可以原位分散固定在纳米纤维膜中，在提高其稳定性的同时，可以有效保持mofs的吸附能力。
3、本专利技术具体是采用以下方案实现的：
4、一种双金属铝铁mof/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)制备双金属铝铁mof材料：利用al3+原位改性fe-mof，得到双金属铝铁mof；其中fe-mof为mil-100(fe)，其制备方法如下：
6、将摩尔比为1：0.67的反应物fecl3·6h2o(4.05g，0.015mol)和h3btc(2.10g，0.010mol)在75ml超纯水中混合，加热至150℃，在聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中保持24h。冷却至室温后，离心得到浅橙色固体。反应产物用超纯水洗涤3次，乙醇浸泡4h纯化，离心后用100ml超纯水重新悬浮，24小时内调节溶液ph＝5，得到mil-100(fe)悬浮液，再次离心，洗涤，真空干燥处理。
7、其中双金属铝铁mof材料为al@mil-100(fe)，其制备方法具体步骤如下：
8、将alcl3·4h2o(3.62g，0.015mol)溶于100ml超纯水，加入mil-100(fe)悬浮液中，在60℃搅拌下老化24h。老化后的产物命名为al@mil-100(fe)，用超纯水洗涤，再用乙醇洗涤，60℃下干燥过夜。其中alcl3·4h2o与fecl3·6h2o的摩尔比分别为1:1～2。
9、(2)将所述al@mil-100(fe)和聚丙烯腈溶于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌后得到分散均匀的纺丝液，进行静电纺丝，得到双金属铝铁mof/聚丙烯腈(pan)静电纺丝纳米纤维膜。
10、优选的，所述al@mil-100(fe)中al3+和mil-100(fe)的摩尔比为1:1～1:2。
11、优选的，所述al@mil-100(fe)和聚丙烯腈的质量比为1:25。
12、优选的，步骤(2)的搅拌温度为60℃，搅拌时间为3～6h。
13、优选的，所述静电纺丝的参数如下：电压：20kv，注射速度：0.003mm/s，接收距离14cm，旋转芯轴速度：50rpm。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、(1)金属有机框架(mofs)材料具有大的比表面积、丰富的金属活性位点和高的结构可调节性。相比于单金属mof，双金属mof可实现功能多元化，拥有更高的稳定性。本专利技术制备的双金属铝铁mof和聚丙烯腈之间具有好的分散性，二者共纺后使双金属铝铁mof更均匀的分布在纳米纤维膜上，提高稳定性的同时，增加了吸附位点数量，有利于吸附。
16、(2)相比于其它细颗粒形式的吸附剂，在水中使用后很难分离，有可能会造成二次污染。双金属铝铁mof/聚丙烯腈(pan)静电纺丝纳米纤维膜在吸附完成后易于与水分离，更容易在实际生活中应用。
17、(3)由于每一根纳米纤维之间都相互交错，使得双金属铝铁mof/聚丙烯腈(pan)静电纺丝纳米纤维膜在水体中很稳定，可以在更恶劣的环境下进行实际应用，具有广阔的应用前景。
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1.一种双金属铝铁MOF/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述双金属铝铁MOF中Al3+和MIL-100(Fe)的摩尔比为1:1～1:2。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述双金属铝铁MOF和聚丙烯腈的质量比为1:25。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)的搅拌温度为60℃，搅拌时间为3～6h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝的参数如下：电压：20kV，注射速度：0.003mm/s，接收距离14cm，旋转芯轴速度：50rpm。
6.一种双金属铝铁MOF/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜，其特征在于，利用权利要求1～5任意一种方法制备而成。
7.如权利要求6所述双金属铝铁MOF/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜的应用，其特征在于，将所述纳米纤维膜作为吸附剂，以吸附水中的氧阴离子。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述氧阴离子为Se(IV)。
【技术特征摘要】
1.一种双金属铝铁mof/聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述双金属铝铁mof中al3+和mil-100(fe)的摩尔比为1:1～1:2。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述双金属铝铁mof和聚丙烯腈的质量比为1:25。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)的搅拌温度为60℃，搅拌时间为3～6h。
5.如权利要求1所述的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞斌，陈强龙，秦文婧，谭彦春，莫尊理，刘妮娟，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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