[發(fā)明專利]一種靜電紡絲制備荷正電雜化纖維膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711294876.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN108004682B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯玉斐;劉照偉;趙康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H1/728
• 分類號(hào): D04H1/728;D01D5/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發(fā)明公開了一種靜電紡絲制備荷正電雜化纖維膜的方法，具體為：制備陶瓷前驅(qū)體溶膠凝膠，并對(duì)其依次進(jìn)行冷凍真空干燥、煅燒，制得無機(jī)荷正電陶瓷顆粒；然后將無機(jī)荷正電陶瓷顆粒加入到聚合物溶液中，得到紡絲液；將紡絲液置入推進(jìn)泵中，靜電紡絲，制得有機(jī)?無機(jī)雜化纖維；最后對(duì)有機(jī)?無機(jī)雜化纖維進(jìn)行改性處理，即得到荷正電雜化纖維膜。本發(fā)明通過靜電紡絲制備了熱穩(wěn)定性好、比表面積大和荷正電性能優(yōu)異的雜化纖維膜。通過該方法制備的雜化纖維在自來水脫硬、污水中有用金屬的回收、廢水處理、吸附病毒等方面有著十分重要的潛在應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于纖維膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種靜電紡絲制備荷正電雜化纖維膜的方法。

背景技術(shù)

荷正電纖維膜在廢水處理、污水中有用金屬的回收、自來水脫硬以及吸附病毒等方面有著十分重要的潛在應(yīng)用。目前靜電紡絲制備的有機(jī)高分子荷正電纖維膜，其柔韌性及延展性較好，孔隙率較高，并且具有極大的比表面積，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，大多不耐高溫、酸堿和有機(jī)溶劑，從而限制了在特殊領(lǐng)域中的應(yīng)用。而無機(jī)荷正電材料則具有耐高溫、穩(wěn)定性好、耐化學(xué)和生物侵蝕、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因此，將其與有機(jī)纖維結(jié)合，制備出兼具二者優(yōu)點(diǎn)的荷正電雜化纖維膜已成為改善有機(jī)纖維膜性能的一種有效手段。

中國專利《一種荷正電納濾膜的制備方法》(申請(qǐng)日2010.01.05，公開號(hào)CN101766962A，公開日：2010.07.07)公開了一種荷正電納濾膜的制備方法，該微濾膜是由多孔支撐層和含有陽離子和羥基兩種功能基團(tuán)的共聚物為功能層組成的，分離性能優(yōu)良，其制膜方法成本低廉、簡(jiǎn)單易行，但穩(wěn)定性較差、不耐高溫、污染后不易清洗且再生困難。

中國專利《一種荷正電有機(jī)-無機(jī)雜化膜的制備方法》(申請(qǐng)日2004.11.13，公開號(hào)CN1772796A，公開日2006.05.17)公開了一種荷正電有機(jī)-無機(jī)雜化膜的制備方法，將芐基溴代聚苯醚與氨烴基硅烷和叔胺在溶劑中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，得到含有荷正電溶膠-凝膠反應(yīng)前體以及未反應(yīng)的氨烴基硅烷的混合溶液；再加入水和作為催化劑使前體與未反應(yīng)的氨烴基硅烷進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)，涂膜干燥后即得到荷正電有機(jī)-無機(jī)雜化膜。其制備方法快速、簡(jiǎn)單，有機(jī)相與無機(jī)相相容性好，且膜的耐熱性好，但比表面積較低，無機(jī)相僅有雜化支撐作用，并不具有荷正電性。

中國專利《一種有機(jī)-無機(jī)雜化荷正電分離膜》(申請(qǐng)日2010.04.06，公開號(hào)CN102210985A，公開日2011.10.12)公開了一種有機(jī)-無機(jī)雜化荷正電分離膜的制備方法，分離膜是由有機(jī)聚合物和荷正電硅基分子篩制成，硅基分子篩的骨架結(jié)構(gòu)為Si-O-Si，荷正電基團(tuán)作為取代基與所述骨架結(jié)構(gòu)連接。其荷正電基團(tuán)以化學(xué)鍵結(jié)合，荷電性能更為穩(wěn)定，但荷正電性由荷正電硅基分子篩決定，荷電性較弱，并且比表面積較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種靜電紡絲制備荷正電雜化纖維膜的方法，解決了現(xiàn)有有機(jī)荷正電纖維膜熱穩(wěn)定性較差而雜化纖維膜比表面積較低、荷電性較弱的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種靜電紡絲制備荷正電雜化纖維膜的方法，具體包括以下步驟：

步驟1，制備無機(jī)荷正電陶瓷顆粒：

將陶瓷前驅(qū)體加入溶劑中溶解得到陶瓷前驅(qū)體溶液，向溶液中滴加緩釋劑，至產(chǎn)生沉淀，過濾得到陶瓷前驅(qū)體溶膠凝膠；對(duì)陶瓷前驅(qū)體溶膠凝膠進(jìn)行冷凍真空干燥，然后煅燒，制得無機(jī)荷正電陶瓷顆粒；

步驟2，配制紡絲液：

將步驟1得到的無機(jī)荷正電陶瓷顆粒加入到聚合物溶液中，攪拌均勻，得到紡絲液；

步驟3，靜電紡絲：

將步驟2得到的紡絲液置入推進(jìn)泵中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，進(jìn)行靜電紡絲，制得有機(jī)-無機(jī)雜化纖維；

步驟4，改性處理：

對(duì)步驟3得到的有機(jī)-無機(jī)雜化纖維進(jìn)行改性處理，即得到荷正電雜化纖維膜。