[發(fā)明專利]一種聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的制備及在吸附鉻離子中的應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110030845.5 | 申請(qǐng)日： | 2021-01-11 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112657474A | 公開（公告）日： | 2021-04-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 郭瑞斌;郭微;裴賀兵;王冰潔;郭旭東;方夢(mèng)其;王南 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西北師范大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J20/26 | 分類號(hào)： | B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;D04H1/43;D04H1/728;C02F1/28;C02F101/20 |
| 代理公司： | 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201 | 代理人： | 張英荷 |
| 地址： | 730070 甘肅*** | 國(guó)省代碼： | 甘肅;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 吡咯 聚丙烯 納米 纖維 制備 吸附 離子 中的 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種聚吡咯?聚丙烯腈納米纖維膜的制備方法，是將聚丙烯腈溶解在N,N?二甲基甲酰胺溶液中得到聚丙烯腈溶液，將聚丙烯腈溶液進(jìn)行靜電紡絲，干燥后得到聚丙烯腈納米纖維膜；將聚丙烯腈納米纖維膜和吡咯單體加入水中攪拌均勻，再加入三氯化鐵溶液進(jìn)行化學(xué)聚合物，干燥，得到聚吡咯?聚丙烯腈納米纖維膜。本發(fā)明制備過程簡(jiǎn)單，成本低，可實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。本發(fā)明將具有豐富的含氮官能團(tuán)的聚吡咯與聚丙烯腈納米纖維膜結(jié)合，使得該聚吡咯?聚丙烯腈納米纖維膜具有較大的比表面積以及良好的吸附性能，用于吸附水溶液中的鉻離子時(shí)，吸附容量較高，容易與水分離，為水溶液中重金屬離子的去除提供了新思路。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的制備方法，該納米纖維膜主要用于吸附水溶液中的鉻離子，屬于納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
聚吡咯（Ppy）作為導(dǎo)電聚合物之一，具有制備方便、電導(dǎo)性可調(diào)、生物相容性好、環(huán)境穩(wěn)定性好等特性，因此在生物檢測(cè)、超級(jí)電容器、抗靜電材料和微電子設(shè)備、電池電極等許多領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛。且Ppy具有豐富的含氮官能團(tuán)，具有從廢水中去除各種重金屬離子和染料的能力。
聚丙烯腈（PAN）由單體丙烯腈經(jīng)自由基聚合反應(yīng)而得到。大分子鏈中的丙烯腈單元是接頭-尾方式相連的。主要用于制聚丙烯腈纖維，聚丙烯腈纖維的優(yōu)點(diǎn)是耐候性和耐日曬性好，在室外放置18個(gè)月后還能保持原有強(qiáng)度的77 %。它還耐化學(xué)試劑，特別是無機(jī)酸、漂白粉、過氧化氫及一般有機(jī)試劑。
納米纖維膜具有大的體積比和理想的孔隙率的優(yōu)點(diǎn)，靜電紡絲納米纖維膜主要應(yīng)用于儲(chǔ)能，空氣過濾，水處理，離子交換膜等方面。靜電紡絲技術(shù)具有簡(jiǎn)單，快捷，可批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于納米纖維膜的生產(chǎn)中，同時(shí)由于具有多孔結(jié)構(gòu)，表面易修飾和高的比表面積等特點(diǎn)，納米纖維膜已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于水溶液中污染物的去除。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的制備方法；
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述納米纖維膜在吸附水溶液中的鉻離子的應(yīng)用。
一、聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的制備
本發(fā)明聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟：
（1）將聚丙烯腈溶解在N,N-二甲基甲酰胺溶液中得到聚丙烯腈溶液，將聚丙烯腈溶液進(jìn)行靜電紡絲，50~60℃干燥后得到聚丙烯腈納米纖維膜。其中，所述聚丙烯腈溶液的重量分?jǐn)?shù)為8~10%；靜電紡絲條件：電壓：19 kV，接收距離：15 cm，注射速度：0.003 mm/s。
（2）將聚丙烯腈納米纖維膜和吡咯單體加入水中攪拌均勻，再加入三氯化鐵溶液進(jìn)行化學(xué)聚合物，50~60℃下干燥，得到聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜。其中，所述吡咯單體與聚乙烯亞胺-聚丙烯腈納米纖維膜的質(zhì)量比為25:1~125:1；所述三氯化鐵的溶液的濃度為0.08~0.12 g/mL；所述吡咯單體與三氯化鐵的質(zhì)量比為1:1~1:6。
二、聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的結(jié)構(gòu)
1、掃描電子顯微鏡圖像分析
圖1（a）為聚丙烯腈納米纖維膜的掃描電鏡圖。由圖可以看出聚丙烯腈納米纖維膜表面光滑，直徑均勻。1（b）、（c）、（d）為聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的掃描電鏡圖。由圖1（b）可以看出，當(dāng)沉積聚吡咯時(shí)，納米纖維膜表面有Ppy聚合物。圖1（c）和（d）可以很明顯的看出納米纖維膜的表面有凸起，說明Ppy很好的沉積到聚丙烯腈納米纖維膜的表面，說明聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜成功制備。
2、BET分析
對(duì)所制備的聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜進(jìn)行BET測(cè)試，得到比表面積值為414.916 m2/g，較大的比表面積給納米纖維膜提供了更多的吸附位點(diǎn)，更有利于金屬離子的吸附。
三、聚吡咯-聚丙烯腈納米纖維膜的應(yīng)用
1、不同聚吡咯含量下對(duì)鉻離子吸附性能
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