[發(fā)明專利]一種疏基功能性靜電紡絲納米纖維的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810938434.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN109097869A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章云;張貝尼;張娃妮;柯模松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 績溪袁稻農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): D01F9/08
• 分類號(hào): D01F9/08;D01F11/00;D01D5/00
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 楊紅梅

本發(fā)明公開了一種疏基功能性靜電紡絲納米纖維的制備方法，主要包括靜電紡絲前驅(qū)液的制備、靜電紡絲、后致孔三個(gè)步驟，本發(fā)明的制備方法過程簡單、條件溫和易控，所采用的原料均為無毒或低毒原料，反應(yīng)過程中原料消耗少、成本較低，且沒有生成有毒副產(chǎn)物，得到的疏基功能化的纖維素不僅具有比表面積大，良好的吸附性、脫附性、多孔結(jié)構(gòu)以及可再生性等特點(diǎn)，又有吸附能力高、吸附容量大、吸附持久性強(qiáng)、配位選擇性好等顯著優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種疏基功能性靜電紡絲納米纖維的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步加速，各類工業(yè)企業(yè)對(duì)重金屬的需求與日劇增，同時(shí)不可避免的向環(huán)境排放大量復(fù)合污染物，如重金屬離子Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，這些重金屬離子不僅嚴(yán)重污染地表水與地下水，造成全球可利用水資源總量急劇下降，而且使土壤中重金屬離子含量增加，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。近些年，水體中復(fù)合污染物的高效去除己經(jīng)成為水環(huán)境治理過程中的研究熱點(diǎn)。吸附法作為一種簡單高效的水處理技術(shù)已經(jīng)在廢水治理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，所用吸附材料多為活性炭基吸附劑、礦物質(zhì)吸附劑、生物吸附劑和人工合成高分子聚合物。相比較傳統(tǒng)顆粒吸附材料，人工合成纖維狀吸附材料具有初性好、吸附速率高、易分離等優(yōu)勢(shì)，愈來愈引起學(xué)者們的關(guān)注。雖然很多學(xué)者對(duì)此開展了大量的研究，取得了一定的進(jìn)展，但依然存在以下問題需要進(jìn)一步研巧解決：1)現(xiàn)有纖維材料制備方法多為分子纖維材料基體接枝功能基團(tuán)的非均相反應(yīng)模式，反應(yīng)過程與產(chǎn)率難以調(diào)控，且制備的纖維吸附材料難以同時(shí)吸附重金屬離子和小分子有機(jī)污染物；2)在復(fù)合污染體系中，不同污染物組分可能因吸附機(jī)理不同，在吸附材料之間存在著競爭-協(xié)同效應(yīng)，而現(xiàn)有研究多針對(duì)單一組分體系吸附，并未能闡明復(fù)合污染體系中存在的競爭協(xié)同-效應(yīng)；3)現(xiàn)有纖維吸附材料吸附方式多為固定床或靜態(tài)吸附模式，吸附過程中纖維存在打結(jié)、填柱不均勻的缺陷，導(dǎo)致吸附過程中纖維與污染物接觸不充分，影響吸附效果。因此研發(fā)新型雙功能纖維吸附材料去除復(fù)合污染物，闡明復(fù)合污染體系中的競爭協(xié)同作用機(jī)制具有重要的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。

電紡絲是一種利用聚合物溶液或熔體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下形成射流而形成連續(xù)纖維的加工工藝，多采用溶液紡絲，也有少量熔融紡絲.該方法是帶電荷的熔體或高分子溶液在靜電場(chǎng)力的作用下流動(dòng)發(fā)生變形，經(jīng)熔體冷卻或溶劑蒸發(fā)而固化，最終得到纖維狀物質(zhì)。靜電紡絲是一種簡便、快速、高效的生產(chǎn)納米至微米級(jí)纖維的一種技術(shù)，通過該技術(shù)制備納米纖維、纖維氈、纖維布在醫(yī)療、催化劑以及復(fù)合材料等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110309966.X的中國發(fā)明專利公開了一種改性殼聚糖復(fù)合靜電紡絲納米纖維的復(fù)合超濾膜及其制備方法，主要包括以下步驟：(1)配制聚合物靜電紡絲溶液(2)靜電紡絲(3)熱壓定型處理(4)配制殼聚糖涂覆溶液(5)配制預(yù)交聯(lián)殼聚糖涂覆溶液(6)溶液涂覆(7)殼聚糖表層的酰氯改性，其制備工藝相對(duì)而言比較復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種疏基功能性靜電紡絲納米纖維的制備方法，通過以聚乙烯吡咯烷酮為聚合物單體通過水解縮聚和靜電紡絲方法初步制得納米纖維，之后進(jìn)行致孔得到琉基功能化介孔二氧化硅納米纖維(MNF-SH)，通過均相反應(yīng)、靜電紡絲和后致孔過程制得新型琉基功能化納米纖維吸附材料，解決了吸附復(fù)合污染物的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種疏基功能性靜電紡絲納米纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)靜電紡絲前驅(qū)液的制備：在燒杯中加入無水乙醇溶液和溴化十六烷基三甲基銨，于30-40℃下攪拌制成均相溶液，加入蒸餾水和3-疏基丙基三甲氧基硅烷，保持溫度不變繼續(xù)攪拌，再加入鹽酸溶液，于常溫下攪拌，加入聚乙烯醇的水溶液，于30-40℃下攪拌，再加入聚乙烯吡咯烷酮水溶液攪拌制成靜電紡絲前驅(qū)液；