CN106592110A - 一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用 - Google Patents

一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106592110A
CN106592110A CN201611248395.2A CN201611248395A CN106592110A CN 106592110 A CN106592110 A CN 106592110A CN 201611248395 A CN201611248395 A CN 201611248395A CN 106592110 A CN106592110 A CN 106592110A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyacrylonitrile
cnt
pan
strength carbon
carbon nanotubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611248395.2A
Other languages
English (en)
Inventor
羊梦诗
李鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiaxing Deyang Biotechnology Co Ltd
Original Assignee
Jiaxing Deyang Biotechnology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiaxing Deyang Biotechnology Co Ltd filed Critical Jiaxing Deyang Biotechnology Co Ltd
Priority to CN201611248395.2A priority Critical patent/CN106592110A/zh
Publication of CN106592110A publication Critical patent/CN106592110A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/02—Preparation of spinning solutions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/54—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polymers of unsaturated nitriles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282—Addition polymers
    • D04H1/43—Acrylonitrile series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用，属于纳米纤维膜制备及应用领域。本发明的高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜采用碳纳米管对聚丙烯腈纳米纤维膜进行增强改性，比传统方法制备的聚丙烯腈纳米纤维膜具有更良好的力学性能和更优异的亚甲基蓝染料吸附效果，是一种高效的亚甲基蓝染料吸附剂。该制备过程简单，实验条件温和，使用原料价格相对低廉，成本较低，在亚甲基蓝染料废水处理等方面具有良好的应用前景。

Description

一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及 应用
技术领域
本发明属于纳米纤维膜制备及应用领域，尤其涉及一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用。
背景技术
近年来，水污染问题日益严重，其中染料废水是水污染的一个重要污染源，据统计，我国每年有超过15万吨的染料废水被排入水体环境，染料废水中含有大量难降解的偶氮类、苯胺类有机物，这些有机化合物稳定性强、生物毒性高，直接排入水体会对环境和人类健康造成严重的伤害。目前，国内外针对染料废水大多采用物理吸附、生物法、化学氧化、絮凝、膜分离等方法，其中膜处理的方法因具有效率高、工艺简单、能耗低等优点，得到了国内外学者的广泛关注。静电纺丝技术具有可调节的纳米纤维尺寸和孔径的特征，适用于不同种类的聚合物溶液的纺丝加工，是目前制备纳米膜材料最常用的方法之一，且静电纺纳米纤维膜比表面积大、孔隙率高，非常适合作为水处理材料。
聚丙烯腈（PAN）由于具有优异的化学稳定性以及良好的耐候性、耐老化性等优点，常被用于废水处理。同时，PAN具有抗污染、易清洗以及独特的亲水-疏水性，非常适合作为染料废水的分离材料。但与常用的纳米纤维膜相比，PAN的强度较差，严重限制了其作为膜材料的应用。而一维纳米尺度的碳纳米管(CNT)具有极大的比表面积、长径比以及超高的强度和韧性，对聚合物有显著的增强效果。此外，CNT表面由sp2杂化产生的离域电子能够和含有苯环的有机染料以π-π键相结合，对染料有极强的吸附作用。CNT的这些优异性能促使我们采用CNT对PAN纳米纤维膜进行增强改性，制备得具有优异力学性能和染料吸附性能的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，并将其运用到处理亚甲基蓝染料废水处理中。
检索国内外相关文献和专利表明：以CNT对PAN纳米纤维膜进行增强改性制备成高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜作为吸附剂，及其作为吸附剂处理亚甲基蓝染料废水中亚甲基蓝染料的应用，尚未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备方法及其在处理亚甲基蓝染料废水中的应用。
实现本发明目的的解决方案为：所述的一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，其制备方法如下：
（1）先将聚丙烯腈PAN加入到N,N-二甲基甲酰胺DMF中，PAN与DMF的质量之比为1:9，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液；
（2）将碳纳米管CNT置于步骤（1）所得的PAN纺丝液中，CNT与PAN的质量之比为2-20:100，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT含量为2-20%的CNT/PAN混合纺丝液待用；
（3）将步骤（2）所得的CNT含量为2-20%的混合纺丝液通过静电纺丝法制成CNT含量为2-20%的CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的一系列CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留的DMF，得到干燥的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜；
（4）一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜在处理亚甲基蓝染料废水中的应用：分别取CNT含量为2%、5%、10%、15%和20%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜各50 mg，分别加入到5个锥形瓶中，随后向各锥形瓶中加入亚甲基蓝染料废水，将各锥形瓶置于恒温摇床中，室温下摇晃60 min，取出高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜后即完成对亚甲基蓝染料废水中亚甲基蓝染料的吸附处理。
所述步骤（3）的静电纺丝法的纺丝条件为：纺丝电压15 kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40-50 %。
所述步骤（4）的不同CNT含量的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜与亚甲基蓝染料废水的质量之比均为1:1000，亚甲基蓝染料废水的浓度为20 mg/L。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
（1）本发明制备的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜合成条件温和，使用原料价格相对低廉，合成过程中不会对环境造成污染；
（2）本发明制备的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜具有优异的力学性能，与纯聚丙烯腈纤维膜相比，CNT含量为10%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的断裂强度提高了218%，断裂伸长率提高了128%；
（3）本发明制备的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜具有高效的甲基蓝染料吸附性能，与纯聚丙烯腈纤维膜相比，CNT含量为10%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜对亚甲基蓝染料吸附率提高了将近76%；
（4）本发明制备的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜用于处理亚甲基蓝染料废水，具有低能耗、成本低廉、操作简单和较低的二次污染等优点，具有良好的产业化实施前景。
附图说明
图1为本发明制备的不同CNT含量的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜与纯PAN纳米纤维膜的断裂强度。
图2为本发明制备的不同CNT含量的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜与纯PAN纳米纤维膜的断裂伸长率。
图3为本发明制备的不同CNT含量的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜与纯PAN纳米纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
先将1 g PAN加入到9 g DMF中，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液。再将0.02g CNT置于PAN纺丝液中，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT/PAN混合纺丝液待用。接着通过静电纺丝法，将所得的CNT/PAN混合纺丝液制成CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留有的DMF，得到CNT含量为2%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：纺丝电压15 kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40%。
实施例2
先将1 g PAN加入到9 g DMF中，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液。再将0.05g CNT置于PAN纺丝液中，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT/PAN混合纺丝液待用。接着通过静电纺丝法，将所得的CNT/PAN混合纺丝液制成CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留有的DMF，得到CNT含量为5%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：纺丝电压15 kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40%。
实施例3
先将1 g PAN加入到9 g DMF中，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液。再将0.10g CNT置于PAN纺丝液中，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT/PAN混合纺丝液待用。接着通过静电纺丝法，将所得的CNT/PAN混合纺丝液制成CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留有的DMF，得到CNT含量为10%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：纺丝电压15kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40%。
实施例4
先将1 g PAN加入到9 g DMF中，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液。再将0.15g CNT置于PAN纺丝液中，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT/PAN混合纺丝液待用。接着通过静电纺丝法，将所得的CNT/PAN混合纺丝液制成CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留有的DMF，得到CNT含量为15%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：纺丝电压15kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40%。
实施例5
先将1 g PAN加入到9 g DMF中，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液。再将0.20g CNT置于PAN纺丝液中，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT/PAN混合纺丝液待用。接着通过静电纺丝法，将所得的CNT/PAN混合纺丝液制成CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留有的DMF，得到CNT含量为20%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：纺丝电压15kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40%。
实施例6
分别测试实施例1、将实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1每组纳米纤维膜的力学性能。在Instron 1185型电子万能试验机上测试每组纳米纤维膜的断裂强度和断裂伸长率，每组样品测5次求平均值。测试条件是：夹持距离5 cm，拉伸速率15 mm/min，结果如图1与图2所示。
图1的结果表明：随着CNT含量的增加，本发明的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的断裂强度先增大后减小，当CNT含量为10%时达到最大值；与纯PAN纳米纤维膜相比，本发明的CNT含量为10%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的断裂强度提高了218%。这说明CNT对PAN纳米纤维膜具有很好的增强力学性能的效果。
图2的结果表明：本发明的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的断裂伸长率也随着CNT含量的增加而先增大后趋于不变，当CNT含量为10%时达到峰值，此时的断裂伸长率对比纯PAN纳米纤维膜提高了128%。这说明CNT对PAN纳米纤维膜起到了很好的增强增韧效果。
综上结果表明，当CNT含量为10% 的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的力学性能最佳。
实施例7
分别测试实施例1、将实施例2、实施例3、实施例4、实施例5与对比例1每组纳米纤维膜对亚甲基蓝染料废水中亚甲基蓝染料的吸附性能。取每组纳米纤维膜各50 mg分别加入到6个锥形瓶中，随后向各锥形瓶中加入50 mL浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液，将锥形瓶置于恒温摇床中，室温下摇晃60 min后取出纳米纤维膜，之后用紫外分光光度计测试锥形瓶中残余亚甲基蓝含量，并依据公式（1）计算吸附率(ρ)（见图3）。
ρ=×100% 公式（1）
其中：ρ为吸附率，C 0 为溶液的初始浓度；C e 为吸附平衡时的溶液浓度。
结果表明：随着CNT含量的增大，高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜对亚甲基蓝染料废水中亚甲基蓝染料的吸附率先增大后减小，当CNT含量超过10%以后，其吸附率略有波动，但不再增大。与纯PAN纳米纤维膜相比，CNT含量为10%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附率提高了将近76%。这说明CNT的改性显著的增强了高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附效果。
对比例1
纯PAN纳米纤维膜的制备方法如下：
先将1 g PAN加入到9 g DMF中，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液。接着通过静电纺丝法，将所得的纺丝液制成PAN纳米纤维膜，将所纺的PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留有的DMF，得到纯PAN纳米纤维膜，其中静电纺丝的条件为：纺丝电压15 kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40%。

Claims (3)

1.一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用，其特征在于，所述的一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备方法如下：
（1）先将聚丙烯腈PAN加入到N,N-二甲基甲酰胺DMF中，PAN与DMF的质量之比为1:9，常温下磁力搅拌4 h，得到均一的PAN纺丝液；
（2）将碳纳米管CNT置于步骤（1）所得的PAN纺丝液中，CNT与PAN的质量之比为2-20:100，超声处理60 min后，常温下磁力搅拌2 h，得到CNT含量为2-20%的CNT/PAN混合纺丝液待用；
（3）将步骤（2）所得的CNT含量为2-20%的混合纺丝液通过静电纺丝法制成CNT含量为2-20%的CNT/PAN纳米纤维膜，将所纺的一系列CNT/PAN纳米纤维膜置于真空烘箱中，45 ℃干燥24 h，去除残留的DMF，得到干燥的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜；
（4）一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜在处理亚甲基蓝染料废水中的应用：分别取CNT含量为2%、5%、10%、15%和20%的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜各50 mg，分别加入到5个锥形瓶中，随后向各锥形瓶中加入亚甲基蓝染料废水，将各锥形瓶置于恒温摇床中，室温下摇晃60 min，取出高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜后即完成对亚甲基蓝染料废水中亚甲基蓝染料的吸附处理。
2.根据权利要求1所述的一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用，其特征在于，所述步骤（3）的静电纺丝法的纺丝条件为：纺丝电压15 kV，流速0.3 mL/h，接收距离15 cm，环境湿度40-50 %。
3.根据权利要求1所述的一种高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用，其特征在于，所述步骤（4）的不同CNT含量的高强度碳纳米管-聚丙烯腈杂化纳米纤维膜与亚甲基蓝染料废水的质量之比均为1:1000，亚甲基蓝染料废水的浓度为20 mg/L。
CN201611248395.2A 2016-12-29 2016-12-29 一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用 Pending CN106592110A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611248395.2A CN106592110A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611248395.2A CN106592110A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106592110A true CN106592110A (zh) 2017-04-26

Family

ID=58603277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611248395.2A Pending CN106592110A (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106592110A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108642861A (zh) * 2018-05-29 2018-10-12 华北电力大学（保定） 一种静电纺丝制备纳米金属氧化物掺杂的导电吸附复合膜方法
CN109056105A (zh) * 2018-08-02 2018-12-21 九力绳缆有限公司 一种吸附染料纤维及其绳索的制备方法
CN112376166A (zh) * 2020-11-06 2021-02-19 扬州工业职业技术学院 碳纳米管-改性聚丙烯腈纳米纤维膜的制备方法及应用
CN113398894A (zh) * 2021-06-04 2021-09-17 武汉纺织大学 吸附印染废水的聚丙烯腈纳米纤维膜及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102433614A (zh) * 2011-08-23 2012-05-02 东华大学 一种低收缩率高强度纳米碳纤维的制备方法
JP2015074846A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 株式会社 フューエンス ナノファイバー構造体
CN104846486A (zh) * 2015-03-27 2015-08-19 江西师范大学 氮掺杂碳纳米管@碳纳米纤维复合材料的制备及其应用
CN104882588A (zh) * 2015-06-08 2015-09-02 中国工程物理研究院化工材料研究所 碳纤维/碳纳米管复合膜及其制备方法和应用
CN105887466A (zh) * 2014-11-25 2016-08-24 天津工业大学 静电纺聚丙烯腈纳米纤维吸附碳纳米管材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102433614A (zh) * 2011-08-23 2012-05-02 东华大学 一种低收缩率高强度纳米碳纤维的制备方法
JP2015074846A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 株式会社 フューエンス ナノファイバー構造体
CN105887466A (zh) * 2014-11-25 2016-08-24 天津工业大学 静电纺聚丙烯腈纳米纤维吸附碳纳米管材料及其制备方法
CN104846486A (zh) * 2015-03-27 2015-08-19 江西师范大学 氮掺杂碳纳米管@碳纳米纤维复合材料的制备及其应用
CN104882588A (zh) * 2015-06-08 2015-09-02 中国工程物理研究院化工材料研究所 碳纤维/碳纳米管复合膜及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴腾飞 等: ""枝干"结构碳纳米管/壳聚糖纤维膜的制备及其对染料废水的过滤", 《天津纺织科技》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108642861A (zh) * 2018-05-29 2018-10-12 华北电力大学（保定） 一种静电纺丝制备纳米金属氧化物掺杂的导电吸附复合膜方法
CN109056105A (zh) * 2018-08-02 2018-12-21 九力绳缆有限公司 一种吸附染料纤维及其绳索的制备方法
CN112376166A (zh) * 2020-11-06 2021-02-19 扬州工业职业技术学院 碳纳米管-改性聚丙烯腈纳米纤维膜的制备方法及应用
CN113398894A (zh) * 2021-06-04 2021-09-17 武汉纺织大学 吸附印染废水的聚丙烯腈纳米纤维膜及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106592110A (zh) 一种高强度碳纳米管‑聚丙烯腈杂化纳米纤维膜的制备及应用
CN106283660B (zh) 一种二氧化碳吸附用胺基改性纳米纤维材料的制备方法
CN110835851B (zh) 一种高吸咐性、耐高温纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN104174299B (zh) 基于超薄支撑层的高通量正渗透膜及其制备方法
CN104178930B (zh) 一种纳米纤维膜
CN108893863A (zh) 一种zif-8/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN108893797A (zh) 一种偕胺肟化聚丙烯腈纤维及其制备方法和应用
CN105968215B (zh) 一种纳米纤维素接枝氨基酸的方法在超滤膜方面的应用
CN107930413A (zh) 一种基于天然材料的高通量耐溶剂纳米混合纳滤膜的制备方法
CN104805599A (zh) 一种静电纺制备功能性乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法
CN110528269A (zh) 一种葡萄多酚改性疏水棉织物的制备方法
CN103495348B (zh) 一种聚氯乙烯中空纤维超滤膜及其制备方法
CN105887466A (zh) 静电纺聚丙烯腈纳米纤维吸附碳纳米管材料及其制备方法
CN105820372A (zh) 一种导电气凝胶及其制备方法
CN108722365A (zh) 一种重金属离子吸附材料及其制备方法
CN110560016A (zh) 一种展青霉素分子印迹纳米纤维膜的制备方法
CN106757767A (zh) 一种高强度β‑环糊精/醋酸纤维素复合纳米纤维膜的制备及应用
CN104327276A (zh) 一类基于环交联型聚膦腈的有机染料选择性吸附剂及其制备方法
CN104190264B (zh) 一种具有螯合功能中空纤维超滤膜的制备方法
CN106512955B (zh) 一种染料分解材料及其制备和应用
CN108479427A (zh) 抗菌除重金属共混改性的聚合物膜及其制备方法
CN108998841A (zh) 一种多孔聚丙烯腈纳米纤维的制备方法
CN107486149B (zh) 碳纳米管薄膜及其制备方法与应用
CN110205808B (zh) 一种基于等离子体、纳米碳粉处理的烯丙基海因纳米纤维的制备方法
CN108654406A (zh) 一种过滤水中m3+的纳米纤维膜材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170426

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication