【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能纤维膜制备领域。
技术介绍
1、印染废水问题长期以来严重威胁着人类的身体健康，但是普通吸附剂的处理效果有限，不足以保证水质安全。如何有效地去除废水中的有机污染物成了一个急需解决的难题。而mof具有极高的比表面积和孔隙率，这使得它有着突出吸附能力。研究表明，mof可以有效地除去包括cd2+，cr3+，pb2+和hg2+等金属离子，还可以通过改性进一步提高对重金属法吸附能力。除此之外mof对有机污染物的吸附效率也很高，优于目前市面上的商用活性炭。但是mof材料本身较难从液体中分离，需要负载到合适的载体上，以提高其实用程度。将mof负载于非织造材料上，可以拓宽非织造布的使用范围，同时也解决了mof回收困难的问题，为非织造材料的功能化提供了新的思路。
2、目前将mof与非织造布进行复合制备成功能纤维膜，由于其工艺复杂、制备周期长，成本高而仅仅局限于科研实验阶段，很难将其工业化生产。例如，专利文献号为cn111468072a的专利公开了一种负载zif-8的非织造布复合材料在染料吸附处理中的应用，其是将由聚丙烯腈与制备好的zif-8晶体混合后经过静电纺丝的方法制备得到的，但是有些zif-8晶体被包覆纤维内部，无法完全发挥zif-8的独特优势。专利文献号为cn110777537a的专利公开了一种zif-8/非织造布复合材料及其制备方法，其是通过将非织造布浸泡到zif-8原生溶液中，静置陈化12～96h，使得zif-8颗粒原位沉积到非织造布表面；但其制备zif-8/非织造布复合材料采用浸泡方式，反应时间较长，且该方
3、以非织造布为基材来负载mof用于废水过滤的方案目前仍然难以实现工业化生产应用，其主要原因有以下几点：工艺复杂所需生产设备昂贵；生产周期长而带来时间成本问题；mof与非织造布基材结合不牢固造成使用过程中mof脱落。如何避免这些问题是实现mof/非织造布复合材料工业化生产的关键。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术当中存在的问题，公开了一种低成本快速在非织造布纤维表面超声原位生长zif-8膜的方法，本专利技术是将盐酸多巴胺/强碱处理过的非织造布，以水为溶剂，在超声条件下原位生长zif-8膜，是低成本、快速、负载均匀牢固、过滤效率高、可工业化的一种方法，具体的制备方法包括如下步骤：
2、1.将裁剪好的非织造布样品放入装有去离子水的烧杯中，转移到超声波恒温清洗机中进行超声清洗，以去除纤维表面杂质。
3、2.配制一定浓度的盐酸多巴胺/强碱溶液，将洗涤烘干后的非织造布放入其中对非织造布纤维膜进行改性。
4、3.将改性后的非织造布放入配置好的锌离子水溶液中并超声处理，使纤维表面均匀快速负载锌离子。
5、4.将负载锌离子的非织造布放入配置好的有机配体溶液中并超声处理，使纤维表面快速原位生长均匀的纳米级zif-8晶体。
6、5.将非织造布用去离子水洗涤，60℃条件下真空干燥。
7、其中，所述步骤1中非织造布样品可以是聚丙烯熔喷布、聚酯针刺布中的一种或几种。
8、其中，所述步骤1中超声清洗时超声功率为300～500w，时间为5～10min，温度为15～25℃。
9、其中，所述步骤2中盐酸多巴胺浓度为0.1～0.2％，ph为8.5，超声功率为300～500w，时间为5～10min，温度为15～25℃。
10、其中，所述步骤2中强碱溶液浓度为0.1～0.2mol/l，超声功率为300～500w，时间为5～10min，温度为15～25℃。
11、其中所述步骤3中六水合硝酸锌和去离子水的摩尔比为1∶600～1∶1200，超声功率为300～500w，时间为4～6min，温度为15～25℃。
12、其中，所述步骤4中二甲基咪唑和去离子水的摩尔比为1∶30～1∶50，超声功率为300～500w，时间为4～6min，温度为15～25℃。
13、其中，所述步骤5中用去离子水洗涤次数为3～5次，真空干燥的温度为60～80℃。
14、本专利技术的有益效果：
15、本专利技术制备的zif-8/非织造布纤维膜与其它专利技术相比，将常规溶剂如甲醇、乙醇等换为去离子水，且制备过程简化，成本较低。
16、本专利技术在非织造布上负载zif-8之前，先对非织造布进行了改性处理，通过聚多巴胺/氢氧化钠溶液进行预处理，可以使非织造布纤维表面带有更多活性官能团，给zif-8的结晶提供了更多的成核位点，使zif-8膜更加均匀牢固。
17、本专利技术在非织造布纤维上原位生长zif-8晶体时，引入超声条件，超声环境可以加速zif-8的结晶过程，通过调节超声时间和超声功率来控制zif-8晶体的大小，制备的zif-8晶体为纳米级，且更加均匀。与其它专利技术专利中采用的室温搅拌相比时间从6～8h缩短为5～10min，且zif-8膜的粒径更小、比表面积更大，负载效果更好，有利于污染废水的吸附处理。
18、本专利技术在非织造布上原位生长zif-8时，与其它专利技术专利中采用的原位生长方法相比，没有将配体溶液倒入金属前驱体溶液中混合，而是先将改性后的非织造布放入金属前驱体溶液中超声处理，然后取出再放入配体溶液中使纤维表面原位生长zif-8晶体。金属溶液和有机配体可以多次利用，避免了金属前驱体与配体溶液直接混合造成资源浪费，节约了生产成本。
19、本专利技术制备的zif-8/非织造布纤维膜对染料和重金属过滤效果好，解决了使用时mof易脱落、回收困难的问题，并且本专利技术工艺绿色环保、简单高效，适合工业化连续生产。
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1.一种功能纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中非织造布为聚丙烯熔喷布或聚酯针刺布中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中处理非织造布的水溶液为300～500mL，超声功率为300～500W，时间为5～10min，温度为15～25℃。
4.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中强碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中盐酸多巴胺溶液浓度为0.1～0.2％，超声功率为300～500W，时间为5～10min，温度为15～25℃。
6.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中强碱溶液浓度为0.15～0.2moL/L，超声功率为300～500W，时间为5～10min，温度为15～25℃。
7.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中
8.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中二甲基咪唑和去离子水的摩尔比为1∶30～1∶50，超声功率为300～500W，时间为4～6min，温度为15～25℃。
...【技术特征摘要】
1.一种功能纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中非织造布为聚丙烯熔喷布或聚酯针刺布中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中处理非织造布的水溶液为300～500ml，超声功率为300～500w，时间为5～10min，温度为15～25℃。
4.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中强碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的功能纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中盐酸多巴胺溶液浓度为0.1～0.2％，超声功率为300～50...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐志伟，申聪，王维，邵瑞琪，
申请(专利权)人：天津工业大学绍兴柯桥研究院，
类型：发明
国别省市：
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