CN107511141B - 一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法 - Google Patents
一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107511141B CN107511141B CN201710960038.7A CN201710960038A CN107511141B CN 107511141 B CN107511141 B CN 107511141B CN 201710960038 A CN201710960038 A CN 201710960038A CN 107511141 B CN107511141 B CN 107511141B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- fiber membrane
- spinning
- composite fiber
- adsorbing heavy
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
- B01J20/267—Cross-linked polymers
-
- 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
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- 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
- B01J20/28023—Fibres or filaments
-
- 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
- C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
-
- 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
- C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
-
- 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
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种吸附重金属的复合纤维膜,属于重金属吸附材料技术领域,由以下重量份数的原料制成:竹纤维20‑30份、聚丙烯腈15‑20份、致孔剂6‑12份、壳聚糖6‑12份、戊二醛3‑6份、苯乙烯‑二乙烯苯共聚物8‑15份和过氧化苯甲酰0.5‑1.5份。使用竹纤维和聚丙烯腈进行静电纺丝,还添加壳聚糖和苯乙烯‑二乙烯苯共聚物进行共混纺丝,最终制备的复合纤维膜比表面积大,孔隙率高,对水体中的Pb2+、Hg2+以及Cd2+的吸附量较大,可适用于水体中重金属过滤处理。
Description
技术领域
本发明涉及重金属吸附材料技术领域,尤其是涉及一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法。
背景技术
水体污染最常见为重金属污染以及有机物和无机物的污染,而物理-化学吸附法为比较常用的一种方法,即利用多孔性吸附材料去除废水中污染物的方法,理想的吸附剂应该具备下列特点,即材料来源广泛、价格低廉、吸附能力强、吸附选择性好、吸附平衡浓度低、机械强度好、化学性质稳定、容易再生和利用。而现有技术中制备的处理水体污染的吸附材料也多种多样。
中国专利公开号CN103801266A公开了一种壳聚糖纳米纤维膜吸附材料及其制备方法,将壳聚糖纺丝溶液加入静电纺丝设备中,用静电纺丝法制备出壳聚糖纳米纤维膜;将得到的壳聚糖纳米纤维膜在碱性溶液中浸泡后,经清洗和干燥处理得到壳聚糖纳米纤维膜吸附材料。该吸附材料的纳米纤维的平均直径为80-700nm,该吸附材料的孔隙率为 10-50%。该吸附材料具有生物相容性、可降解性、亲水性、成本低、吸附量大、原料来源广泛的特点。所述吸附材料能够高效吸附金属离子至少包括 Cu(II)、Hg(II)、Cd(II)和 Pb(II)。仅仅采用壳聚糖制备吸附材料,在酸性溶液中易溶解,造成流失,且容易吸水溶胀,使用寿命比较短。
中国专利公开号CN 106179238 A 公开一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法,主要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。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、致孔剂和增强剂一起溶解于水中,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。但是该多孔纳米纤维是以海藻酸钠和羧甲基壳聚糖为主要原料,容易吸水溶胀,纤维的使用寿命比较短。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种吸附重金属的复合纤维膜,使用竹纤维和聚丙烯腈进行静电纺丝,还添加壳聚糖和苯乙烯-二乙烯苯共聚物进行共混纺丝,最终制备的复合纤维膜比表面积大,孔隙率高,对水体中的Pb2+、Hg2+以及Cd2+的吸附量较大,可适用于水体中重金属过滤处理。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维20-30份、聚丙烯腈15-20份、致孔剂6-12份、壳聚糖6-12份、戊二醛3-6份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 8-15份和过氧化苯甲酰0.5-1.5份。
进一步的,所述致孔剂为聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
一种吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于混合溶剂一中,超声分散,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜;
(3)所述纺丝纤维膜浸入55-65份重量混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应0.5-2h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
进一步的,所述竹纤维在制备纺丝原液前进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入1-2倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在2-3Mpa压力下维持2-5min。
进一步的,所述混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:1-3:2-3混合而成。
进一步的,所述混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1-2:1混合。
进一步的,所述静电纺丝条件为:纺丝距离10-15cm,电压为15-25kV,挤出速度为3-5mL/h。
进一步的,所述超声分散功率为500-800W,时间为10-25min。
本发明的有益效果是:
1、本发明公开一种吸附重金属的复合纤维膜,使用竹纤维和聚丙烯腈进行静电纺丝,还添加壳聚糖和苯乙烯-二乙烯苯共聚物进行共混纺丝,最终制备的复合纤维膜比表面积大,孔隙率高,对水体中的Pb2+、Hg2+以及Cd2+的吸附量较大,可适用于水体中重金属过滤处理。
2、其中竹纤维具有多孔结构和较大的比表面积,具有良好的耐磨性、抑菌性能以及吸附重金属的性能,但是竹纤维吸水性强,容易溶胀,影响使用寿命。由于聚丙烯腈稳定性好,且耐光耐热耐酸碱,在竹纤维中添加聚丙烯腈进行混纺,能增强复合纤维膜的使用寿命和稳定性,且聚丙烯腈也是微孔结构,与竹纤维协同吸附重金属。
壳聚糖具有生物相容性、吸附量大、原料来源广泛的特点,能够高效吸附金属离子,添加进入竹纤维和聚丙烯腈中进行纺丝,能大大增强棉纤维的吸附性能。
3、在纺丝液中添加苯乙烯-二乙烯苯共聚物,苯乙烯-二乙烯苯共聚物为大孔树脂,对重金属的吸附性能优异,苯乙烯-二乙烯苯共聚物和棉纤维进行静电纺丝后,将得到的纤维膜浸入二氯乙烷中并加入过氧化苯甲酰、戊二醛和致孔剂进行后交联反应,后交联反应后的苯乙烯-二乙烯苯共聚物中形成新的交联键,不仅形成了部分新孔,而且使初始共聚物原来不稳定的孔变得稳定而成为永久的孔隙;且壳聚糖以及竹纤维与少量戊二醛的交联后,能够减少溶胀,增加使用寿命。
4、本发明中溶解竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物的混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比,溶解效果好,制备的复合纤维膜比表面积大,吸附性能好。而将纤维膜浸入混合溶剂二中,混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯混合物,可将苯乙烯-二乙烯苯共聚物充分溶胀,后交联后苯乙烯-二乙烯苯共聚物树脂孔结构稳定性更强。
5、本申请在制备复合纤维膜时,还对竹纤维进行预处理,使竹纤维与碱液混匀后进行蒸汽爆破,能充分活化竹纤维,增加竹纤维的比表面积和活性,从而增加竹纤维的吸附能力。另外活化竹纤维后,竹纤维亲水性改善,能减少纺丝液中有机溶剂的使用量,更加环保。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维20份、聚丙烯腈20份、致孔剂6份、壳聚糖12份、戊二醛3份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 15份和过氧化苯甲酰0.5份。
其中致孔剂为聚乙二醇。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为500W,时间为25min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离10cm,电压为15kV,挤出速度为5mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入55份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应2h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:1:2混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比2:1混合。
实施例2
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维22份、聚丙烯腈19份、致孔剂7份、壳聚糖11份、戊二醛4份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 14份和过氧化苯甲酰0.6份。
其中致孔剂为聚丙烯酰胺。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为600W,时间为20min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离11cm,电压为16kV,挤出速度为4mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入56份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应1.5h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入1倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在2Mpa压力下维持5min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:2:3混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1.5:1混合。
实施例3
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维24份、聚丙烯腈18份、致孔剂8份、壳聚糖10份、戊二醛5份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物13份和过氧化苯甲酰0.8份。
其中致孔剂为聚乙二醇。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为700W,时间为18min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离12cm,电压为18kV,挤出速度为3mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入58份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应1h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入2倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在3Mpa压力下维持3min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:3:2混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1:1混合。
实施例4
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维25份、聚丙烯腈17份、致孔剂9份、壳聚糖9份、戊二醛5份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 12份和过氧化苯甲酰1.0份。
其中致孔剂为聚丙烯酰胺。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为700W,时间为15min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离13cm,电压为20kV,挤出速度为4mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入60份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应1h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入1.5倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在2.5Mpa压力下维持3min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:2:3混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1.5:1混合。
实施例5
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维26份、聚丙烯腈16份、致孔剂10份、壳聚糖8份、戊二醛6份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 11份和过氧化苯甲酰1.2份。
其中致孔剂为聚乙二醇。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为800W,时间为10min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离14cm,电压为22kV,挤出速度为5mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入62份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应0.5h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入1倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在2.2Mpa压力下维持2min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:3:3混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1:1混合。
实施例6
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维28份、聚丙烯腈15份、致孔剂11份、壳聚糖7份、戊二醛3份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 10份和过氧化苯甲酰1.4份。
其中致孔剂为聚丙烯酰胺。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为500W,时间为25min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离15cm,电压为24kV,挤出速度为4mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入64份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应2h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入1.5倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在2Mpa压力下维持5min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:2:3混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比2:1混合。
实施例7
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维20份、聚丙烯腈15份、致孔剂8份、壳聚糖6份、戊二醛4份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物8份和过氧化苯甲酰1.5份。
其中致孔剂为聚乙二醇。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为600W,时间为10min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离14cm,电压为25kV,挤出速度为3mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入65份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应1.5h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入2倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在3Mpa压力下维持4min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:2:2混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1.5:1混合。
实施例8
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维30份、聚丙烯腈18份、致孔剂12份、壳聚糖6份、戊二醛4份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物8份和过氧化苯甲酰1.5份。
其中致孔剂为聚乙二醇。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为600W,时间为10min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离14cm,电压为25kV,挤出速度为3mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入65份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应1.5h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其中竹纤维制备纺丝原液时进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入2倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在3Mpa压力下维持4min,得到预处理的竹纤维。
其中混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:2:2混合而成;混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1.5:1混合。
对比例1
对比例1与实施例8基本相同,不同之处在于:纺丝纤维膜不进行后交联反应,具体如下:
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维30份、聚丙烯腈18份、壳聚糖6份和苯乙烯-二乙烯苯共聚物8份。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为600W,时间为10min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到吸附重金属的复合纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离14cm,电压为25kV,挤出速度为3mL/h。
其他工艺均与实施例8相同。
对比例2
对比例2与实施例8基本相同,不同之处在于:原料中去掉壳聚糖,具体如下:
一种吸附重金属的复合纤维膜,由以下重量份数的原料制成:竹纤维30份、聚丙烯腈18份、致孔剂12份、戊二醛4份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物8份和过氧化苯甲酰1.5份。
其中致孔剂为聚乙二醇。
吸附重金属的复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于150份重量的混合溶剂一中,超声分散,其中超声分散功率为600W,时间为10min,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜,静电纺丝条件为:纺丝距离14cm,电压为25kV,挤出速度为3mL/h;
(3)所述纺丝纤维膜浸入65份重量的混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应1.5h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜。
其他工艺均与实施例8相同。
性能检测
本发明实施例1-8以及对比例1-2制备的复合纤维膜中纤维的直径为150-200nm,并测试本发明制备的复合纤维吸附材料对Pb2+、Hg2+、以及Cd2+的吸附量(mg/g),将20mg实施例1-8以及对比例1-3制备的复合纤维膜分别放入25mL浓度为100mg/L的硝酸铅、硝酸汞和硝酸镉溶液中,20min后检测溶液的浓度,计算吸附量,具体结果见表1。
表1 实施例1-8以及对比例1-2制备的纤维膜吸附性能
由表1可知,本发明实施例1-7制备的复合纤维吸附材料比表面积大,对Pb2+吸附量为350-362mg/g,对Hg2+吸附量为225-260mg/g,对Cd2+吸附量为241-276mg/g,吸附性能优异。
而对比例1是在实施例8基础上调整制备方法,即复合纤维膜不进行后交联;对比例2中减少了一种原料壳聚糖,而对比例1和对比例2制备的吸附材料的吸附性能比实施例7要差,说明本发明中的各种原料相互协同作用,大大增加材料的吸附性能。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种吸附重金属的复合纤维膜,其特征在于:所述复合纤维膜由以下重量份数的原料制成:竹纤维20-30份、聚丙烯腈15-20份、致孔剂6-12份、壳聚糖6-12份、戊二醛3-6份、苯乙烯-二乙烯苯共聚物 8-15份和过氧化苯甲酰0.5-1.5份;
所述复合纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将竹纤维、壳聚糖、聚丙烯腈以及苯乙烯-二乙烯苯共聚物溶于混合溶剂一中,超声分散,得纺丝原液;
(2)所述纺丝原液进行静电纺丝,得到纺丝纤维膜;
(3)所述纺丝纤维膜浸入混合溶剂二中,加入过氧化苯甲酰、戊二醛以及致孔剂交联反应0.5-2h,采用去离子水清洗后干燥,得到吸附重金属的复合纤维膜;
所述混合溶剂一为甲苯、N,N-二甲基甲酰胺和水按重量比1:1-3:2-3混合而成;
所述混合溶剂二为二氯乙烷和甲苯按重量比1-2:1混合。
2.根据权利要求1所述的一种吸附重金属的复合纤维膜,其特征在于:所述致孔剂为聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种吸附重金属的复合纤维膜,其特征在于:所述竹纤维在制备纺丝原液前进行预处理,具体方法为:在竹纤维中加入1-2倍重量的质量分数为5%氢氧化钠溶液搅拌均匀,置于蒸汽爆破机中在2-3Mpa压力下维持2-5min。
4.根据权利要求1所述的一种吸附重金属的复合纤维膜,其特征在于:所述静电纺丝条件为:纺丝距离10-15cm,电压为15-25kV,挤出速度为3-5mL/h。
5.根据权利要求1所述的一种吸附重金属的复合纤维膜,其特征在于:所述超声分散功率为500-800W,时间为10-25min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710960038.7A CN107511141B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710960038.7A CN107511141B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107511141A CN107511141A (zh) | 2017-12-26 |
CN107511141B true CN107511141B (zh) | 2019-12-24 |
Family
ID=60727289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710960038.7A Expired - Fee Related CN107511141B (zh) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | 一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107511141B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109126740B (zh) * | 2018-09-04 | 2020-12-29 | 江南大学 | 一种纳米纤维膜的制备及其在废水处理中的应用 |
CN109999759A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-12 | 济南大学 | 一种处理废水中铅离子改性壳聚糖吸附剂及其制备方法 |
CN110215907A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-10 | 广州大学 | 一种用于水中Pb(II)吸附的壳聚糖/γ-AlOOH复合薄膜及其制法和应用 |
CN112044407A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-12-08 | 朱晴 | 一种复合材料在处理废水中重金属离子中的应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0380987A (ja) * | 1989-08-22 | 1991-04-05 | Kao Corp | 塩素臭除去剤 |
CN101362102A (zh) * | 2008-09-27 | 2009-02-11 | 天津工业大学 | 一种聚丙烯腈纤维双金属配合物催化剂及其制备方法 |
CN101463091A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-06-24 | 中国科学院过程工程研究所 | 秸秆羧甲基化组分分离及制备秸秆羧甲基纤维素的方法 |
CN103285819A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-09-11 | 苏州正业昌智能科技有限公司 | 用于吸附重金属离子的静电纺壳聚糖纳米纤维膜及其制备方法 |
CN104587852A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 贵阳时代沃顿科技有限公司 | 一种重金属离子吸附型ps中空纤维超滤膜及其制备方法 |
CN105032369A (zh) * | 2015-08-30 | 2015-11-11 | 常州思宇环保材料科技有限公司 | 一种竹纤维/蒙脱石复合吸附材料 |
CN106179238A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 天津工业大学 | 一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法 |
CN106311165A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于吸附分离重金属离子的壳聚糖纳米纤维复合膜及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10556222B2 (en) * | 2015-03-10 | 2020-02-11 | The Research Foundation For The State University Of New York | Nanofibrous materials for heavy metal adsorption |
-
2017
- 2017-10-16 CN CN201710960038.7A patent/CN107511141B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0380987A (ja) * | 1989-08-22 | 1991-04-05 | Kao Corp | 塩素臭除去剤 |
CN101362102A (zh) * | 2008-09-27 | 2009-02-11 | 天津工业大学 | 一种聚丙烯腈纤维双金属配合物催化剂及其制备方法 |
CN101463091A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-06-24 | 中国科学院过程工程研究所 | 秸秆羧甲基化组分分离及制备秸秆羧甲基纤维素的方法 |
CN103285819A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-09-11 | 苏州正业昌智能科技有限公司 | 用于吸附重金属离子的静电纺壳聚糖纳米纤维膜及其制备方法 |
CN104587852A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 贵阳时代沃顿科技有限公司 | 一种重金属离子吸附型ps中空纤维超滤膜及其制备方法 |
CN106311165A (zh) * | 2015-07-07 | 2017-01-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 用于吸附分离重金属离子的壳聚糖纳米纤维复合膜及其制备方法和应用 |
CN105032369A (zh) * | 2015-08-30 | 2015-11-11 | 常州思宇环保材料科技有限公司 | 一种竹纤维/蒙脱石复合吸附材料 |
CN106179238A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-07 | 天津工业大学 | 一种快速吸附重金属离子的多孔纳米纤维及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"一种后交联大孔吸附树脂的合成及其对苯酚和微生物B12吸附性能研究";曾小伟等;《高分子学报》;20090920(第9期);第909-916页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107511141A (zh) | 2017-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107511141B (zh) | 一种吸附重金属的复合纤维膜及其制备方法 | |
Wang et al. | Controlled synthesis of sodium alginate electrospun nanofiber membranes for multi-occasion adsorption and separation of methylene blue | |
CN106492650B (zh) | 一种GO-SiO2杂化颗粒复合纤维超/微滤膜的制备方法 | |
CN103464004B (zh) | 高强度纳米改性超滤膜及其制备方法 | |
CN107081078B (zh) | 一种纳米结构复合超滤膜的制备方法 | |
CN117379992A (zh) | 中空编织管改性方法和中空纤维膜及其制备方法 | |
CN112547022B (zh) | 一种负载活性炭的壳聚糖柔性复合薄膜材料及其制备方法与应用 | |
CN108393074B (zh) | 超支化胺聚合物改性棉纤维吸附材料的制备方法 | |
Hou et al. | Bipolar jet electrospinning bi-functional nanofibrous membrane for simultaneous and sequential filtration of Cd2+ and BPA from water: Competition and synergistic effect | |
CN109082880B (zh) | 功能活性碳纤维、制备方法及其应用 | |
CN105618006A (zh) | 一种污水处理专用秸秆水凝胶复合材料的制备方法 | |
CN112195566A (zh) | 一种用于重金属污水处理的复合纤维膜及制备方法 | |
CN107433192B (zh) | 一种复合纤维吸附材料及其制备方法 | |
CN111495334A (zh) | 纤维素吸附剂、其制备方法及其应用 | |
CN110975824B (zh) | 一种水体重金属离子吸附剂及其制备方法和应用 | |
CN116036883B (zh) | 含氟聚合物纳米纤维基复合纳滤膜的制备方法 | |
CN111974355A (zh) | 以二氧化硅为致孔剂的壳聚糖/丝素基双重结构多孔吸附过滤材料及其制备方法 | |
CN112044417A (zh) | 一种用于处理印染废水的吸附材料及其制备方法 | |
JP4875025B2 (ja) | ポリビニルアルコール成形物 | |
JPWO2020090649A1 (ja) | ポリビニルアルコール系繊維 | |
CN110548423B (zh) | 改性超滤膜及其改性方法 | |
CN112275260A (zh) | 以聚乙二醇为致孔剂的壳聚糖/丝素基双重结构多孔吸附过滤材料及其制备方法 | |
CN115090136B (zh) | 一种高通量高选择性物料膜及其制备方法与应用 | |
Luo et al. | PAN chelating membranes for simultaneous removal of metallic ions and organic pollutants from aqueous solution | |
CN114130209B (zh) | 一种用废旧铜氨溶液制备海藻酸铜水凝胶过滤膜的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191224 Termination date: 20201016 |