一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法   0    0

针对普通纤维比表面积小、对重金属离子吸附量低、达到吸附平衡的时间长等缺点,本发明提供种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法。以海藻酸钠和羧甲基壳聚糖为主要原料,将其与辅助纺丝的高分子、致孔剂和增强剂起溶解于水中,配制成纺丝液。采用静电纺丝技术得到纳米纤维,经过钙离子交联成型,得到重金属离子萃取多孔纳米纤维。本发明制备的重金属离子萃取纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、纳米纤维有大孔和微孔等优点,可以增大与金属离子的接触面积,提高吸附量,缩短吸附平衡的时间,可快速有效吸附水中的重金属离子。该多孔纳米纤维在重金属离子吸附检测领域有良好的应用前景。

1.一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维的制备方法，其特征是包括以下步骤：
a)将质量百分比1％-20％的增强剂超声分散于去离子水中，然后将质量百分比20％-
40％的海藻酸钠、质量百分比5％-40％的羧甲基壳聚糖、质量百分比5％-30％的辅助纺丝的高分子和质量百分比5％-20％的致孔剂先后溶解于含质量百分比1％-20％的增强剂的去离子水中，超声分散，脱泡后得到纺丝液；
b)将步骤a)得到的纺丝液注入到针管中，通过高压静电纺丝技术得到直径为150-500纳米的纳米纤维，控制纺丝时间调控纳米纤维膜的厚度为50-300微米；
c)配制金属离子质量百分比为0.5％-30％的金属盐水溶液，作为离子交联剂，离子交联剂在原料组份中的质量百分比浓度为5％-15％；
d)将步骤b)得到的纳米纤维膜浸泡到步骤c)得到的金属盐水溶液中交联0.5-24h，用去离子水简单冲洗2-3次洗去表面金属盐，经过冷冻干燥得到大孔结构，然后将冷冻干燥后的纳米纤维膜再次浸泡到去离子水中2-24h，洗脱掉致孔剂得到微孔结构，从而得到一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维；
e)所述纳米纤维的大孔结构，其孔径为50-200纳米，所述的微孔结构，其孔径为0.2-20纳米，多孔纳米纤维的大孔和微孔结构赋予了其快速吸附重金属的能力，且对重金属离子的吸附量达到360-550mg/g。

2.如权利要求1所述的一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维的制备方法，其特征是所述的辅助纺丝的高分子为聚氧乙烯醚、聚乙烯醇、明胶、水溶性纤维素、丝胶中的任意一种或两种以上混合物。

3.如权利要求1所述的一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维的制备方法，其特征是所述的金属盐水溶液为氯化钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、磷酸氢钙水溶液中的任意一种。

4.如权利要求1所述的一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维的制备方法，其特征是所述的增强剂为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米羟基磷灰石、石墨烯、纳米碳酸钙、纳米氧化锌中的任意一种或两种以上混合物。

5.如权利要求1所述的一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维的制备方法，其特征是所述的致孔剂为聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、尿素中的任意一种或两种以上混合物。

6.如权利要求1所述的一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维的制备方法，其特征是所述的重金属离子为铜离子、镉离子、铅离子、锌离子、镍离子、钴离子、铬离子中的任意一种或两种以上混合物。