[發明專利]含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110273930.4
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113122938B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張少鵬;田大勇;丁潔
• 申請（專利權）人: 安陽工學院
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D04H1/728;D01F8/18;D01F8/10;D01F1/10;D06M15/37;B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/10
• 代理公司: 安陽金泰專利代理事務所(普通合伙) 41150
• 代理人: 王暉

含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟：A：配制含有金屬鹽的殼聚糖/聚乙烯醇凝膠溶液；B：制備含有金屬鹽的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜；C：制備含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜。本發明的含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜通過原位生長的方法，將MOFs納米顆粒負載于纖維膜的表面，大大的提高了負載效率和除磷效果，且制備過程簡單，易操作。

技術領域

本發明涉及含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備方法及應用，屬于化學技術領域。

背景技術

磷酸鹽是生態系統中許多生物體正常運轉所必需的主要營養物質。然而，過量的磷酸鹽進入水生系統，導致水體富營養化，促進有害藻類生長，減少水中的溶解氧。最近的研究顯示，含水量較高的湖泊和河流中的總磷含量均有顯著上升，從而加劇了水質惡化和破壞了整體生態平衡。常見的除磷方法主要包含生物法、化學沉淀、反滲透、吸附法等等。其中，吸附法因其效率高、成本低、操作簡單、適用性強而被廣泛采用。申請號為201910373627.4的中國專利《一種除磷的雙金屬有機框架材料、其制備方法及應用》中公開了一種Fe-Zr雙金屬有機框架材料，具有高孔隙率、低密度及大比表面積等特點，對磷酸鹽的去除效果優于常見的吸附劑材料，但是本身材料為粉末狀，回收難度較大，不利于實際應用。申請號為202010544275.7的中國專利《一種吸附重金屬的聚酯纖維膜及其制備方法》中公開了一種含有吡啶基團的納米聚酯纖維膜，能夠與大部分的過渡金屬和稀土金屬形成配位作用，從而吸附生態水環境中的有害重金屬。但是其制備過程涉及高溫反應，易造成實驗安全問題，并且材料本身容易造成二次污染。申請號為201810527170.3的中國專利《一種季銨化聚乙烯醇/殼聚糖靜電紡絲固體電解質薄膜的制備方法》中公開了一種季銨化聚乙烯醇的納米紡絲纖維膜，通過交聯技術，使得材料本身具有不錯的力學性能和穩定性，但是本身官能團含量有限，該技術無法達到理想的實際效果。申請號為201910650544.5的中國專利《一種具有吸附重金屬和有機污染物的復合膜的制備方法》中公開了一種高分子聚合物環糊精/殼聚糖纖維膜復合多胺和親水性聚合物的吸附劑，通過負載的納米二氧化鈦和功能層，大大提升了其吸附效果，對結構進行了調控，但是實際的負載量較差，導致成本增加，并且合成工藝較為繁瑣。申請號為201910373627.4的中國專利《一種除磷的雙金屬有機金屬框架材料、其制備方法及應用》中公開了一種雙金屬的有機金屬框架材料，采用了Fe和Zr作為金屬中心的MOFs材料。雖然其得到的粉末吸附磷酸鹽性能優異，但是本身吸附材料為粉末狀，回收很難，很難實現重復利用，所以粉末基本沒有直接的使用價值，目前在實際應用也未見其直接使用或者可以負載到任何載體上應用，其粉末狀態的吸附量也無法在終端使用中得到體現，所以其粉末狀態的吸附量并不能代表在最終實際使用狀態下的實際吸附量，并且其使用的MOFs材料本身價格較為昂貴，制備過程也容易造成二次污染。因此，需要一種全新的除磷效果好，且不會造成二次污染、操作簡單安全且可重復利用的吸附劑。

發明內容

本發明的目的在于克服目前的除磷吸附劑中存在的上述問題，提供一種含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備方法及應用。

為實現本發明的目的，采用了下述的技術方案：含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

A：配制含有金屬鹽的殼聚糖/聚乙烯醇凝膠溶液；

B：制備含有金屬鹽的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜；

C：制備含MOFs的殼聚糖/聚乙烯醇納米纖維膜。

進一步的；步驟A、步驟B、步驟C具體為：

A：在磁力攪拌的條件下，將殼聚糖在醋酸溶液中進行溶解，待溶解之后，向其中加入金屬鹽所述的金屬鹽為四氯化鋯或六水合氯化鐵或六水合氯化鋁，隨后倒入到圓底燒瓶中，然后將溶解的聚乙烯醇也倒入到圓底燒瓶中，在水浴鍋中繼續磁力攪拌，最后，得到了混合均勻的含有金屬鹽的殼聚糖/聚乙烯醇凝膠溶液；