【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料的制备方法，属于纺织材料领域。
技术介绍
1、随着人类活动的加剧，水资源的污染逐渐成为破坏生态环境和威胁人类健康的重大因素。实际的生产生活中，水污染来源广泛、成分复杂，污染物主要分为固体颗粒、油剂和微生物等悬浮污染物，有机物、重金属等可溶污染物，这极大地增加了其治理的难度。
2、针对复杂的水污染问题，不仅需要科学的处理工艺，更关键的是在工艺流程中采用合适的水处理材料——优秀的水处理材料可以缩短工艺、降低成本、提高净水效果。目前，水净化材料普遍存在处理污染物种类单一、生产成本高、使用能耗高或使用寿命短等缺点。
3、如中国专利cn115591417a公开了一种可净化染料废水复合膜及其制备方法，将氧化石墨烯的无机分散液和聚丙烯腈溶液进行共轭静电纺丝，得到可净化染料废水复合膜。通过吸附实现对水中染料的去除，无法彻底消除染料，且存在重新释放染料造成二次污染的风险。
4、又如中国专利cn108862457a公开了一种可拆卸重金属吸附净水装置，核心部件是碳质吸附剂，通过吸附过滤水中的重金属离子实现净水效果。碳吸附剂的优势在于成本低廉、操作简单，但由于主要凭借物理吸附减少水体金属浓度，吸附上限难以提升。
5、再如中国专利cn114653218a公开了一种制备反渗透膜的方法、反渗透膜及净水机，在超滤膜表面先后形成水相、油相涂层，通过两相界面的聚合反应在膜表面得到反渗透膜。利用膜过滤原理，反渗透膜可以高效率去除水中绝大多数微纳米级污染物，但由于
6、因此，进一步改进以实现低成本、高孔隙率、高比表面积，且满足工业废气过滤等应用场景提出的耐高温、耐腐蚀等要求是有迫切需求的。
技术实现思路
1、[技术问题]
2、目前，水净化材料普遍只针对颗粒物、油剂、有机物、无机离子、微生物等污染物中的单一种类，或者针对较窄尺寸范围的污染物，难以应对复杂污染类型的实际工业、生活等场景的污水。
3、纳米纤维是一种低成本、高效率的水处理材料，但针对水体中需要去除的有害物质，纳米纤维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。纳米纤维需要较好的润湿性以促进材料与水的物质交换，但目前的纤维基体普遍亲水性有待提升。
4、此外，氧化锌纳米线是一种具有许多特性的无机纳米材料，因为具有微尺寸、超亲水性、光催化、化学活性等性能而有望用于污水处理领域。氧化锌纳米线用于净水的技术已有公开，但其复合材料用于此领域的研究尚少。氧化锌纳米线超亲水性的耐久较差，且对酸碱环境耐受性低，限制了其在污水处理领域的进一步应用。
5、[技术方案]
6、为解决上述至少一个问题，本专利技术用纳米纤维依次负载氧化锌纳米线、聚多巴胺，得到了用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料，具有吸附重金属、光催化降解有机物、抗微生物等功能。
7、本专利技术的第一个目的是提供一种用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
8、(1)将水合锌盐与极性结晶高聚物溶于极性溶剂，得到均匀纺丝液；
9、(2)将步骤(1)得到的纺丝液通过溶液纺丝技术制备得到纳米纤维材料；
10、(3)将步骤(2)得到的纳米纤维材料在低于极性结晶高聚物的熔点温度下进行加热，得到负载氧化锌晶种的纳米纤维材料；
11、(4)向溶剂添加锌源补充锌离子，加入有机胺，以及加入含铵根的试剂补充铵根，得到生长液；再将步骤(3)得到的纳米纤维材料先用醇浸润，再浸泡在生长液中超声处理，然后加热，取出清洗并烘干，得到氧化锌纳米线修饰的纳米纤维材料；
12、(5)再将步骤(4)得到的氧化锌纳米线修饰的纳米纤维材料浸泡在盐酸多巴胺溶液中，取出清洗并烘干，得到用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料。
13、在一种实施方式中，步骤(1)所述的水合锌盐为二水合醋酸锌、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。
14、在一种实施方式中，步骤(1)所述的水合锌盐在纺丝液中的浓度为5～100g/l。具体可选15g/l。
15、在一种实施方式中，步骤(1)所述的极性结晶高聚物为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、中的一种或几种。
16、在一种实施方式中，步骤(1)所述的极性结晶高聚物在纺丝液中的浓度为50～300g/l。具体可选170g/l、250g/l。
17、在一种实施方式中，步骤(1)所述的极性溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮和四氢呋喃中的一种或几种。
18、在一种实施方式中，步骤(2)所述的溶液纺丝技术为溶液喷射纺丝、静电纺丝、湿法纺丝中的一种。
19、在一种实施方式中，步骤(2)所述溶液纺丝技术为溶液喷射纺丝时，相应的纺丝参数为：纺丝液推进速率为3.0-5.0ml/h，纺丝气压为0.2-0.3mpa，接收距离为50-60cm；具体可选4.0ml/h，纺丝气压为0.24mpa，接收距离为56cm。
20、在一种实施方式中，步骤(3)所述加热的条件为120-160℃下加热8-12h。具体可选150℃加热10h。
21、在一种实施方式中，步骤(4)所述的溶剂为水溶液、醇溶液、或者水醇混合溶液。所述醇为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种与水可以任意比例互溶的有机化合物。
22、在一种实施方式中，步骤(4)所述的补充锌离子的方法为：加入锌盐，锌盐在生长液中的浓度为0.005～0.100mol/l；所述锌盐选自醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、草酸锌、碳酸锌、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、碳酸锌单水合物中的一种或几种溶解释放锌离子的物质。
23、在一种实施方式中，步骤(4)所述的有机胺为脂肪胺、脂环胺中的一种或几种；有机胺在生长液中的浓度为0.001～0.100mol/l。具体可选0.004mol。
24、在一种实施方式中，步骤(4)所述的有机胺为六亚甲基四胺。
25、在一种实施方式中，步骤(4)所述的补充铵根方法为：加入含铵根的试剂，调节ph为7.60～14.00；具体可选11-12。所述含铵根的试剂为氨水、氨气、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种溶解释放铵根离子的物质。
26、在一种实施方式中，步骤(5)所述的盐酸多巴胺溶液的浓度为1-10g/l。具体可选2g/l。
27、在一种实施方式中，步骤(5)所述的盐酸多巴胺溶液是将每5-10gtris与120-150ml盐酸混合，然后加入盐酸多巴胺溶解，控制盐酸多巴胺终浓度为1-5g/l。
28、本专利技术的第二个目的是本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的水合锌盐为二水合醋酸锌、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；所述的水合锌盐在纺丝液中的浓度为5～100g/L；所述的极性结晶高聚物为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、中的一种或几种；所述的极性结晶高聚物在纺丝液中的浓度为50～300g/L；所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮和四氢呋喃中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的溶剂为水溶液、醇溶液、或者水醇混合溶液；所述醇为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种与水可以任意比例互溶的有机化合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的锌盐选自醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、草酸锌、碳酸锌、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、碳酸锌单水合物中的一种或几种
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的有机胺为脂肪胺、脂环胺中的一种或几种；有机胺在生长液中的浓度为0.001～0.100mol/L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述含铵根的试剂为氨水、氨气、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种溶解释放铵根离子的物质。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述的盐酸多巴胺溶液的浓度为1-10g/L。
8.权利要求1-7任一项所述方法制备得到的用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料。
9.权利要求8所述的长效超亲水纳米材料在离子吸附、有机物降解、微生物杀灭、油水分离、海水净化等水体净化中的应用。
10.权利要求8所述的长效超亲水纳米材料在催化、工业废气过滤、室内空气过滤中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于去除多种水污染物的长效超亲水纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的水合锌盐为二水合醋酸锌、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；所述的水合锌盐在纺丝液中的浓度为5～100g/l；所述的极性结晶高聚物为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、中的一种或几种；所述的极性结晶高聚物在纺丝液中的浓度为50～300g/l；所述的极性溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮和四氢呋喃中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的溶剂为水溶液、醇溶液、或者水醇混合溶液；所述醇为甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种与水可以任意比例互溶的有机化合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的锌盐选自醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、磷酸锌、草酸锌、碳酸锌、水合物二水合醋酸锌、六水合硝酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，董文昊，李佩航，赵自强，胡慧景，周钰琪，李昊轩，刘庆生，邓炳耀，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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