CN108854978A - 一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料及其制备方法 - Google Patents

一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料，所述吸附材料由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。本发明修饰后的棉纤维不仅具有较高的吸附效率，而且克服了现有重金属吸附材料在吸附完成后在水溶液中难以回收的问题，具有很强的应用前景。

Description

一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料及其 制备方法
技术领域
本发明属于新型重金属离子吸附剂的制备技术领域，具体地说是涉及一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料及其制备方法。
背景技术
快速工业化已经产生了重金属污染，其中化石燃料的燃烧，采矿和冶炼活动加剧了重金属入侵地表水和地下水体。环境中微量的重金属离子也会对生态环境和人体健康造成危害。为了减少水体中重金属离子的负面影响，许多技术，如降水、化学氧化/还原、膜过滤、离子交换和吸附等已被用于修复重金属。在这些方法中，吸附法由于其高效率，技术灵活性和成本效益而受到更多关注，并且由纤维素及其衍生物制备的吸附剂由于其可持续性和可生物降解性已经被广泛研究。
吸附法被认为是成本低廉的一种处理金属离子的方法，吸附剂一般包括有机聚电解质、纳米粒子以及生物吸附剂等。然而在这些吸附剂处理完金属离子后，尤其是一些微米纳米尺寸的吸附剂在吸附完成后由于回收难度大常常会对环境造成二次污染。因此在实际应用中这些金属离子吸附剂可以考虑通过和一些基材结合，从而减少其回收难度。
早在1966年Iler提出了通过静电吸附将两种带相反电荷的物质逐层交替沉积的自组装技术(Journal of Colloid and Interface Science,1966,21(6):569-594)，这项技术可以应用于导电膜、渗透膜、材料表面改性等多个领域。随着研究的不断深入，自组装的驱动力从静电作用力拓展到配位作用、氢键、特异性分子识别等，可用于组装的组分也从聚电解质延伸到纳米粒子等。层层自组装技术，广义上来定义，就是利用分子间的弱相互作用力(静电引力、氢键、疏水作用力等)使层与层间自发地缔合形成结构稳定并具有特定功能的分子聚集体。这种制备方法具备很多优点：①操作过程是一种自下而上的组装方式，可以实现在分子水平以及纳米尺度上对制备出的材料在结构上实现有效的调控；②运用层层自组装技术制备层状薄膜的工艺简单、操作容易，无需特殊、复杂的仪器设备，且制备成本低廉；③适用于层层自组装技术的组分种类丰富，可设计材料不同的功能化需求；④组装膜不受基底大小、形状的限制，片状、非平整甚至球形基材均适合。
发明内容
本发明提供了一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料及其制备方法，是由聚电解质或无机纳米粒子吸附剂通过层层自组装技术在棉纤维表面形成涂层制备而成，使得吸附剂依附于基材棉纤维，从而在吸附完成后可以将吸附剂与棉纤维通过过滤等简单的方法回收吸附材料。
一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料，所述吸附材料由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。
作为优选，所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为1～30组。
一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)对棉纤维进行预处理，使棉纤维表面带上负电荷；
(2)将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电聚电解质溶液或者带正电的无机纳米粒子的悬浮液中，得到表面带正电荷的基材；
(3)将表面带正电荷的基材置于带负电聚电解质溶液或者带负电的无机纳米粒子的悬浮液中，得到基材表面的第一组层层自组装涂层；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)，在带正、负电的溶液或悬浮液中交替处理若干次，得到含若干组层层自组装涂层修饰的基材。
作为优选，步骤(2)的具体操作为：将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电聚电解质溶液或者带正电的无机纳米粒子的悬浮液中1～10分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3～6次，得到表面带正电荷的基材。
作为优选，步骤(3)的具体操作为：将表面带正电荷的基材置于带负电聚电解质溶液或者带负电的无机纳米粒子的悬浮液中1～10分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3～6次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层。
作为优选，所述带正电聚电解质溶液为壳聚糖或聚乙烯亚胺溶液；所述带正电聚电解质溶液的制备方法为：将壳聚糖或聚乙烯亚胺加入去离子水中搅拌1～5h，并调节pH值，壳聚糖的pH＝1～5，聚乙烯亚胺的pH＝1～9，使电解质离子化，所述的带正电电解质溶液的质量浓度为0.1～5％。
作为优选，所述带正电无机纳米粒子悬浮液为氧化锌悬浮液或二氧化钛悬浮液；其制备方法为：将氧化锌或二氧化钛添加到去离子水中，超声并搅拌1～5h，并调节pH值，氧化锌的pH＝3～8，二氧化钛的pH＝1～3，使无机纳米粒子表面带电荷，所述的带正电无机纳米粒子悬浮液的质量浓度为0.1～5％。
作为优选，所述带负电聚电解质溶液为海藻酸钠溶液、木质素磺酸钠溶液或聚苯磺酸钠溶液；其制备方法为：将海藻酸钠、木质素磺酸钠或聚苯磺酸钠加入去离子水中搅拌1～5h，并调节pH值，海藻酸钠的pH＝7～10，木质素磺酸钠的pH＝4～10，聚苯磺酸钠的pH＝4～10，使电解质离子化，所述的带负电聚电解质溶液的质量浓度为0.1～5％。
作为优选，所述带负电无机纳米粒子悬浮液为氢氧化镁悬浮液、蒙脱土悬浮液或膨润土悬浮液；其制备方法为：将氢氧化镁、蒙脱土或膨润土添加到去离子水中，超声并搅拌1～5h，并调节pH值，氢氧化镁的pH＝8～11，蒙脱土的pH＝6～8，膨润土的pH＝6～8，使无机纳米粒子表面带电荷，所述的带负电无机纳米粒子悬浮液的质量浓度为0.1～5％。
作为优选，所述预处理为：将棉织物放入含有40～60g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及30～40g/L的氢氧化钠水溶液中，在80～100℃条件下搅拌，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性。上述预处理过程的作用是使棉纤维表面带上负电，从而为成功吸附第一层带正电的聚电解质或无机纳米粒子奠定基础。
本发明提出了一种新型重金属离子吸附材料的制备方法，通过层层自组装的方法在棉纤维表面将具有重金属离子吸附功能的聚电解质或纳米粒子交替沉积为涂层，与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1.制备过程工艺简单，易操作，全程在水相中进行，环保无毒无污染；
2.所选取的棉纤维基材，本身具有良好的亲水性，容易与水相有充分的接触；
3.重金属吸附材料结合在基材表面，修饰后的棉纤维具有较高的吸附效率，最大程度上保证了吸附效率；
4.将吸附材料与基材结合之后，在重金属离子吸附完成后可通过过滤等简单的方法回收吸附物，避免对水体产生二次污染，克服了现有重金属吸附材料在吸附完成后在水溶液中难以回收的问题，具有很强的应用前景。
附图说明
图1为实施例1的聚乙烯亚胺/海藻酸钠涂层修饰后的棉纤维的SEM图；
图2为实施例1的聚乙烯亚胺/海藻酸钠涂层修饰后的棉纤维不同用量对二价铅离子的吸附曲线；
图3为实施例4的壳聚糖/氢氧化镁涂层修饰的棉纤维吸附材料不同用量对二价铜离子的吸附曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
聚乙烯亚胺/海藻酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为9组。
其制备方法为：
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h。反应完成后将棉织物取出洗涤至中性得到经过预处理的棉纤维，备用；
(b)溶液配制
带正电聚电解质溶液的配制：将5g聚乙烯亚胺加入到995mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为1.5％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至7使聚乙烯亚胺上的胺基质子化，带上正电；
带负电聚电解质溶液的配制：将3g海藻酸钠加入到997mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.3％，不调节pH，其pH值为7；
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电聚乙烯亚胺溶液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷海藻酸钠溶液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层；重复上述过程，在带正、负电的溶液中交替处理9次，得到含9组层层自组装涂层修饰的棉纤维。制备得到的聚乙烯亚胺/海藻酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料，其表面扫描电镜图如图1所示。从图中可以看出涂层均匀的附着在纤维表面。
当0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为40mg/L的Pb2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Pb2+去除效率可达97％。
实施例2
壳聚糖/聚苯磺酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为20组。
其制备方法为：
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性；
(b)溶液配制
将5g壳聚糖加入到995mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.5％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至5使壳聚糖上的胺基质子化，带上正电；
将聚苯磺酸钠加入去离子水中搅拌3h，带负电电解质溶液的质量浓度为1.6％，并调节pH值至8，使电解质离子化。
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电壳聚糖溶液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷聚苯磺酸钠溶液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层；重复上述过程，在带正、负电的溶液或悬浮液中交替处理20次，得到含20组层层自组装涂层修饰的棉纤维。
将0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为20mg/L的Cu2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Cu2+去除效率可达93％。
实施例3
壳聚糖/海藻酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为9组。
其制备方法为：
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h。反应完成后将棉织物取出洗涤至中性得到经过预处理的棉纤维，备用；
(b)溶液配制
带正电聚电解质溶液的配制：将5g壳聚糖加入到995mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.5％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至5使壳聚糖上的胺基质子化，带上正电；
带负电聚电解质溶液的配制：将3g海藻酸钠加入到997mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.3％，不调节pH，其pH值为7；
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电壳聚糖溶液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷海藻酸钠溶液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层；重复上述过程，在带正、负电的溶液中交替处理9次，得到含9组层层自组装涂层修饰的棉纤维。
当0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为40mg/L的Pb2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Pb2+去除效率可达97％。
实施例4
壳聚糖/氢氧化镁涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为6组。
其制备方法为：
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性；
(b)溶液配制
将5g壳聚糖加入到995mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.5％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至5使壳聚糖上的胺基质子化，带上正电；
将10g纳米氢氧化镁加入到990mL去离子水中超声并搅拌2h，其质量浓度为1％，用1M的氢氧化钠溶液调节pH至10；
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电壳聚糖溶液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷纳米氢氧化镁悬浮液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层；重复上述过程，在带正、负电的溶液或悬浮液中交替处理6次，得到含6组层层自组装涂层修饰的棉纤维。
将0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为20mg/L的Cu2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Cu2+去除效率可达93％。
实施例5
氧化锌/海藻酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为10组。
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性；
(b)溶液配制
将10纳米氧化锌加入到990mL去离子水中超声并搅拌2h，其质量浓度为1％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至3使纳米氧化锌表面带上正电；
将3g海藻酸钠加入到997mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.3％，不调节pH，其pH值为7；
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电纳米氧化锌悬浮液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤5次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷海藻酸钠溶液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤5次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层；重复上述过程，在带正、负电的溶液或悬浮液中交替处理10次，得到含10组层层自组装涂层修饰的棉纤维。
将0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为20mg/L的Cu2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Cu2+去除效率为91％。
实施例6
壳聚糖/膨润土涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为1组。
其制备方法为：
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性；
(b)溶液配制
将5g壳聚糖加入到995mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为0.5％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至5使壳聚糖上的胺基质子化，带上正电；
将10g纳米膨润土加入到990mL去离子水中超声并搅拌2h，其质量浓度为1％，用1M的氢氧化钠溶液调节pH至7；
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电壳聚糖溶液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷纳米膨润土悬浮液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层。
将0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为20mg/L的Cu2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Cu2+去除效率可达92％。
实施例7
二氧化钛/木质素磺酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料
一种棉纤维吸附材料，由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为5组。
(a)预处理
将棉织物放入含有50g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及36g/L的氢氧化钠水溶液中，在90℃条件下搅拌2h，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性；
(b)溶液配制
将10纳米二氧化钛加入到990mL去离子水中超声并搅拌2h，其质量浓度为1％，并用1M的盐酸溶液调节pH值至2使纳米二氧化钛表面带上正电；
将3g木质素磺酸钠加入到997mL去离子水中搅拌2h，其质量浓度为1.3％，调节pH，至pH值为7；
(c)表面修饰
将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电纳米二氧化钛悬浮液中5分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤5次，得到表面带正电荷的基材；将所述表面带正电荷的基材置于带负电荷木质素磺酸钠溶液中5分钟，取出拧干并用去离子水洗涤5次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层；重复上述过程，在带正、负电的溶液或悬浮液中交替处理5次，得到含5组层层自组装涂层修饰的棉纤维。
将0.1g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为20mg/L的Cu2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Cu2+去除效率为94％。
应用例1
将本发明的层层自组装涂层修饰的棉纤维应用于吸附重金属离子。采用实施例1制备的聚乙烯亚胺/海藻酸钠涂层修饰的棉纤维吸附材料，考查不同吸附材料用量对于Pb2+的去除率。
吸附材料用量分别采用0.02g、0.05g、0.1g、0.15g，将0.02g、0.05g、0.1g、0.15g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为40mg/L的Pb2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Pb2+去除效率如图2所示，从图2中可以看出，当吸附剂用量大于0.05g时，Pb2+去除效率可以稳定在97％以上。本发明的棉纤维吸附材料具有较高的吸附效率。
应用例2
将本发明的层层自组装涂层修饰的棉纤维应用于吸附重金属离子。采用实施例4的壳聚糖/氢氧化镁涂层修饰的棉纤维吸附材料，考查不同吸附材料用量对于Cu2+的去除率。
吸附材料用量分别采用0.02g、0.05g、0.1g、0.15g，将0.02g、0.05g、0.1g、0.15g修饰后的棉纤维置于50mL浓度为20mg/L的Cu2+溶液中，在25℃条件下以150rev/min在恒温震荡箱中震荡12h后，其Cu2+去除效率如图3所示，从图3中可以看出，当吸附剂用量大于0.10g时，Cu2+去除效率可以稳定在91％以上。本发明的棉纤维吸附材料具有较高的吸附效率。

Claims (10)

1.一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料，其特征在于：所述吸附材料由基材和修饰层组成，所述基材为棉纤维，所述修饰层包括一组以上的层层自组装涂层，所述层层自组装涂层为通过静电层层自组装的方法修饰在基材表面的带正电组装层和带负电组装层。
2.根据权利要求1所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料，其特征在于：所述修饰层中，层层自组装涂层的数量为1～30组。
3.一种层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)对棉纤维进行预处理，使棉纤维表面带上负电荷；
(2)将经过预处理的棉纤维浸泡于带正电聚电解质溶液或者带正电的无机纳米粒子的悬浮液中，得到表面带正电荷的基材；
(3)将表面带正电荷的基材置于带负电聚电解质溶液或者带负电的无机纳米粒子的悬浮液中，得到基材表面的第一组层层自组装涂层；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)，在带正、负电的溶液或悬浮液中交替处理若干次，得到含若干组层层自组装涂层修饰的基材。
4.根据权利要求3所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于步骤(2)的具体操作为：将经过洗涤以及预处理的棉纤维浸泡于带正电聚电解质溶液或者带正电的无机纳米粒子的悬浮液中1～10分钟，取出后拧干并用去离子水洗涤3～6次，得到表面带正电荷的基材。
5.根据权利要求3所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于步骤(3)的具体操作为：将表面带正电荷的基材置于带负电聚电解质溶液或者带负电的无机纳米粒子的悬浮液中1～10分钟，取出拧干并用去离子水洗涤3～6次，完成基材表面的第一组层层自组装涂层。
6.根据权利要求4所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述带正电聚电解质溶液为壳聚糖或聚乙烯亚胺溶液；所述带正电聚电解质溶液的制备方法为：将壳聚糖或聚乙烯亚胺加入去离子水中搅拌1～5h，并调节pH值使电解质离子化，所述的带正电电解质溶液的质量浓度为0.1～5％。
7.根据权利要求4所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述带正电无机纳米粒子悬浮液为氧化锌悬浮液或二氧化钛悬浮液；其制备方法为：将氧化锌或二氧化钛添加到去离子水中，超声并搅拌1～5h，并调节pH值使无机纳米粒子表面带电荷，所述的带正电无机纳米粒子悬浮液的质量浓度为0.1～5％。
8.根据权利要求5所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述带负电聚电解质溶液为海藻酸钠溶液、木质素磺酸钠溶液或聚苯磺酸钠溶液；其制备方法为：将海藻酸钠、木质素磺酸钠或聚苯磺酸钠加入去离子水中搅拌1～5h，并调节pH值使电解质离子化，所述的带负电聚电解质溶液的质量浓度为0.1～5％。
9.根据权利要求5所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于：所述带负电无机纳米粒子悬浮液为氢氧化镁悬浮液、蒙脱土悬浮液或膨润土悬浮液；其制备方法为：将氢氧化镁、蒙脱土或膨润土添加到去离子水中，超声并搅拌1～5h，并调节pH值使无机纳米粒子表面带电荷，所述的带负电无机纳米粒子悬浮液的质量浓度为0.1～5％。
10.根据权利要求3所述层层自组装涂层修饰的棉纤维重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于所述预处理为：将棉织物放入含有40～60g/L的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵以及30～40g/L的氢氧化钠水溶液中，在80～100℃条件下搅拌，反应完成后将棉织物取出洗涤至中性。
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