[發明專利]具有油水分離和銅離子吸附作用的超親水織物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010578986.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111893752B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 曾幸榮;趙瀟;李紅強;賴學軍;蘇曉競;張林
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;D06M10/02;D06M11/83;D06M13/342;C02F1/40;C02F1/28;D06M101/32;D06M101/20;D06M101/34;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李本祥

本發明公開了具有油水分離和銅離子吸附作用的超親水織物及其制備方法與應用。該制備方法是在室溫條件下，將等離子體處理的織物浸入氨基化的多壁碳納米管的水分散液中，得到附著有MWCNTs?NH₂的織物；隨后將織物浸入銀氨溶液中，通過滴加葡萄糖溶液使銀離子原位生成銀納米顆粒并被MWCNTs?NH₂上的氨基固載在織物上；最后利用銀與巰基之間所形成的Ag?S鍵，將L?半胱氨酸固載在銀納米顆粒上，得到超親水織物。與現有技術相比，本發明所制備的超親水織物在進行油水分離的同時，還可以吸附Cu²⁺重金屬離子，起到雙重分離的作用。

技術領域

本發明涉及一種超親水織物，具體涉及一種氨基化多壁碳納米管@銀納米顆粒@L-半胱氨酸(MWCNTs-NH₂@AgNPs@L-cys)超親水織物及其制備方法和應用。

背景技術

受自然界中豬籠草、仙人掌、鯊魚皮、樹蛙腳掌、魚鱗等的啟發，人們設計并發明了超親水材料。一般來說，水滴可以在超親水材料的表面上完全擴散并鋪展開來，使其接觸角等于或者接近于0°。目前，超親水材料在油水分離、自清潔、防霧、防污等領域獲得了廣泛應用。

作為大宗的商業化產品，織物不僅價格便宜，而且力學性能高。因此，采用織物作為基體材料制備超親水材料將具有很高的性價比，還可以簡化制備工藝。例如，Sun等先合成了一種聚丙烯酰胺水凝膠，然后將聚酯織物浸泡后在紫外光的照射下形成交聯結構，制備了超親水聚酯織物，可用于油水分離(Sun M,Zhao S,Wei W,Wu J,WangJ.Polyacrylamide-modified polyester fabric with easy-cleaning for efficientoil/water separation.AATCC Journal of Research,2018,5:1-6)。又如，Liang等先將棉織物浸入多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)的水溶液中，通過DMA和棉織物上羥基之間的縮合反應，在棉織物上形成一層DMA，然后再通過DMA與甲基丙烯酸磺基苯醚(SBMA)之間的自由基共聚反應，接枝上SBMA，制得超親水棉織物，其水接觸角達到0°，水下油接觸角達到161°，油水分離效率達到99％以上(Liang L,Wang C,Wang H,Zhan H,Meng X.Bioinspired fabricwith superhydrophilicity and superoleophobicity for efficient oil/waterseparation.Fibers and Polymers,2018,19:1828-1834)。

中國發明專利申請200710098542.7公開了一種水滑石/碳納米管異質結構材料及其制備方法。該水滑石/碳納米管異質結構材料由碳納米管和二價、三價金屬鹽在橋聯分子L-半胱氨酸的作用下，通過共沉淀反應制備水滑石，提高了水滑石粒子與活性中心的分散性，而且組裝后得到的異質結構具有均勻、穩定、結合力強、組裝量可調的優點。在該技術中，利用L-半胱氨酸分子結構上的NH³⁺與碳納米管表面的電負性基團-COO-和-O-結合，同時利用巰基與水滑石上的金屬離子形成配位鍵，因此L-半胱氨酸主要起到橋接的作用，將碳納米管和水滑石組裝在一起，制備異質結構材料，但并未涉及所制備的異質材料在油水分離中的應用。

目前，雖然有關超親水織物的研究已有文獻報道，但是多數只能用于油水分離，并不能吸附水中的重金屬離子。然而，在化工、印染、有色冶煉、電鍍、有色金屬礦山開采、電子材料漂洗、染料生產等生產過程中經常會產生含有油污和Cu²⁺離子的廢水。如果將油和水分離之后，把收集到的帶有重金屬離子的水直接排放或用于灌溉，勢必對環境和生態造成極大危害。但是，將油水混合物進行分離之后，再對水中的Cu²⁺重金屬離子進行吸附去除，會導致處理工序復雜，處理成本升高，且效率低下。因此，發展一種在油水分離的同時即可吸附水中Cu²⁺重金屬離子的超親水織物顯得尤為重要。

發明內容