[發明專利]一種具備吸附性能的納米纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 202210564303.0
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114855368B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張寧;楊賢文;卞偉信;王雅倫;吳妍;王宇鵬;韋海翔;崔平
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4358;D04H1/4326;D01D5/00;D01D5/34;D01F1/10;D01F8/16
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 陳超強

本發明公開了一種具備吸附性能的納米纖維膜的制備方法特別是一種吸附廢水中酚類物質的ZIF?67負載的納米纖維膜材料及其制備方法，屬于納米材料及環境治理領域。制備方法包括以下步驟：1、分別制備含有ZIF?67納米晶體的聚乙烯醇縮丁醛(PVB)的紡絲液和聚氨酯(PU)的紡絲液。2、將含有ZIF?67納米晶體的聚乙烯醇縮丁醛紡絲液和聚氨酯紡絲液進行同軸紡絲制成ZIF?67負載的聚乙烯醇縮丁醛/聚氨酯納米纖維膜(PVB/PUNF)。本發明以ZIF?67納米晶體為材料，改善了聚乙烯醇縮丁醛纖維膜對酚類的吸附性能，以聚乙烯醇縮丁醛為材料，改善了聚氨酯纖維膜的紡絲性能。所用方法避免了高昂的原料成本以及繁瑣的實驗操作，實現了資源的合理利用。

技術領域

本發明涉及聚合物制備技術領域，具體為一種具備吸附性能的納米纖維膜的制備方法。

背景技術

環境內分泌干擾物又稱環境激素，是一類存在環境中能進入人體內部危害人體正常激素分泌的化學物質。酚類物質是一類重要的環境內分泌干擾物，它主要用作增塑劑，既作為塑料的一種改性添加劑，以增大塑料的可塑性和強度，還可以用于農藥、涂料、印染、化妝品和香料等的生產。近年來，隨著工業生產和塑料制品的使用，塑料垃圾的大量增加，酚類物質不斷進入自然環境，其中酚類物質對水的污染尤為嚴重，以成為全球普遍性的水質污染物之一。但是，傳統的清除手段難以對水中的酚類物質達到有效的清除。

研究表明，聚氨酯對于酚類物質具有一定的吸附效果，但是其成膜性較差，通過相轉化等手段制膜會造成大量有機溶劑的浪費。靜電紡絲作為一項新興的納米纖維制造技術，被用于生產各種聚合物納米纖維膜。然而通過靜電紡絲技術制備的聚氨酯納米纖維膜具有較低的機械強度以及較差的韌性，在實際工作過程中容易發生破損。聚乙烯醇縮丁醛本身具有良好的吸附性能，其通過靜電紡絲形成的納米纖維彈性較好，增強吸附能力的同時，可以在一定程度上改善聚氨酯材料的紡絲性能。基于這兩種聚合物的性質，使用同軸紡絲技術將兩者結合，聚氨酯由于較差的紡絲能力被用作內軸紡絲液，通過與外軸紡絲液之間的相互作用被拉扯成納米纖維；而紡絲性能良好的聚乙烯醇縮丁醛被用作外軸紡絲液，通過靜電引力形成納米纖維。

在表面光滑的納米纖維上引入納米顆粒會提高纖維膜的比表面積，進一步增強吸附效果。金屬有機骨架(MOF)材料由金屬原子與有機配體組成，屬于有機-無機雜化材料，兼具有機材料與無機材料的特性，擁有高比表面積，高孔隙率和豐富活性。ZIF-67納米晶體是一種具有沸石骨架結構的MOF材料，繼承傳統MOF材料的優點之余還具有傳統沸石的高穩定性。但往往因為自身易于團聚的原因，單獨用作吸附材料時效果不是很理想。將ZIF-67與外軸紡絲液混勻，通過靜電紡絲技術對聚氨酯和ZIF-67/聚乙烯醇縮丁醛進行同軸紡絲可以有效的使ZIF-67納米晶體均勻的分散在纖維表面，增強了復合納米纖維膜對酚類物質的吸附性。綜上，通過同軸靜電紡絲技術制備的ZIF-67負載型聚乙烯醇縮丁醛/聚氨酯復合納米纖維膜表現出良好的吸附特性，為酚類廢水的處理提供了一種有效的吸附方式。

現有技術中如CN201611014818.4一種電紡納米纖維膜的原位粘結方法也利用了靜電同軸紡織方法制取強度較高的納米纖維，但其聚氨酯(膠粘劑)是作為外軸的鞘液來提升納米纖維的強度。但聚氨酯(膠粘劑)作為納米纖維的外層材料導致納米纖維不具備吸附性。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種具備吸附性能的納米纖維膜的制備方法，解決了以下技術問題：

1、聚氨酯(膠粘劑)作為納米纖維的外層材料導致納米纖維不具備吸附性；

2、單獨使用聚乙烯醇縮丁醛作為外軸的鞘液具備吸附功能，但吸附效果不強。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種具備吸附性能的納米纖維膜的制備方法，采用靜電同軸紡織方法制取具備吸附性能的納米纖維膜；

包括1號紡絲液和吸附紡織液；