CN111841506B - 一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，包括：将胶原纤维加入水中，超声清洗，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；将清洗后的胶原纤维于粉碎机中粉碎后加入水中，加入碱调节溶液pH；超声后用水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；取五水硝酸铋加入水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声，得到硝酸铋混合液；将胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声，过滤后于真空烘箱中烘干；将胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；铋离子结合在胶原纤维上，呈现出胶原纤维上覆盖一层颗粒状物质，不易吸水团聚，性质稳定，对碘蒸气的吸附容量较高，碘被吸附后不易挥发，有利于放射性气态碘的稳定储存和处理。

Description

一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法
技术领域
本发明属于生物质废弃资源用于环境中放射性碘蒸气吸附的环保领域，具体为一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法。
背景技术
伴随着制革行业的快速发展，但原材料动物皮的利用率较低，我国每年产生大量的皮革废料，绝大部分废料很难再次利用，不仅造成了原材料资源的浪费，同时对环境也产生严重的污染。如何对皮革废料资源实现再次利用，一直是研究者关心的热点问题。研究表明，对皮革废料按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，可以转化为亲水性较强的胶原纤维。作为天然高分子物质，胶原纤维由三条多肽链组成的螺旋结构，具有独特的分子结构和优越的物理性能，含有包括-OH、-COOH、-NH2和-CONH2等多种官能团。胶原纤维虽具有很强的亲水性能，但并不溶于水，而是在水中发生溶胀后呈分散状态，且具有良好的生物相容性，后期很容易进行生物降解处理，不会对环境造成污染，这些特性使其具有广泛的应用，研究表明其对铁、铜、铅、镉、铀等许多金属离子具有很强的吸附作用。
随着我国核能工业的快速发展，对放射性废物的安全处理已成为人们日益关注的焦点，特别是日本福岛核电站的泄露，导致周边地区环境中存在大量的放射性气体碘和无机碘，其中129I半衰期较长(1.6×107年)，易聚集在甲状腺，引起甲状腺病变等辐照危害，自然界中的放射性碘最终也会通过食物链途径富集在人体内，导致内辐照危害。因此，对环境中放射性气态碘的移除是非常必要的。目前对放射性气态碘的吸附材料主要有沸石、活性炭、COFS、MOFS等，具有大的比表面积和微孔结构，对气态碘有较强的吸附作用，但由于制备过程复杂、稳定性差、循环利用率较低、不易后期处理、实际应用费用较高等因素限制，急需寻找一种可替代的吸附材料。
发明内容
针对以上技术缺陷，本发明提供一种成本低、制备工艺简单、不会对环境造成二次污染、性质稳定、吸附碘蒸气容量高、可天然生物降解、无毒无害的铋基胶原纤维材料。本发明结合胶原纤维的特性，生物质原料经过碱液处理后，使胶原纤维内部暴露出更多的羟基和氨基，增强对碘蒸气的亲和能力，同时使胶原纤维处于负电荷状态，更有利于铋离子的负载，而铋离子对碘蒸气具有极高的结合能力，从而增强对碘的吸附容量。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；
步骤二、将清洗后的胶原纤维于粉碎机中粉碎后加入去离子水中，加入碱调节溶液pH；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料。
优选的是，所述步骤一中的胶原纤维为未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为10-80目的粒状物质；
优选的是，所述步骤一中超声清洗温度和烘箱温度在室温至70℃的范围。
优选的是，所述步骤二中粉碎后的胶原纤维粒径控制在30-100目。
优选的是，所述步骤二中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、碳酸钠中的一种或几种；加入碱调节溶液pH至8～14。
优选的是，所述步骤三中，稀硝酸溶液的浓度为5～7mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为0.1～30％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为0.1～60％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为0.1～15％。
优选的是，所述步骤四中，胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为0.1～70％
优选的是，所述步骤四的过程替换为：将胶原纤维和硝酸铋混合液混合后超声30min，然后放入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高压处理釜中，进行高静压处理，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为0.1～70％。
优选的是，所述高静压处理的压力为240～420MPa，处理时间为45～60min，处理温度为35～45℃，升压的速度为10MPa/s。
优选的是，所述步骤五中管式炉环境气体为氮气、氩气中的一种或两种混合，煅烧时间为1-12h，煅烧温度为120-300℃，升温速率为2～3℃/min。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)铋离子结合在胶原纤维上，呈现出胶原纤维上覆盖一层颗粒状物质，不易吸水团聚，性质稳定，对碘蒸气的吸附容量较高，远高于其它类型生物质材料，碘被吸附后不易挥发，有利于放射性气态碘的稳定储存和处理。
(2)本发明所用原料为革屑加工产生的废料，进行资源二次利用，避免了对环境造成的污染问题，且来源广泛，价格低廉，后期天然生物更易降解处理。
(3)本发明制备过程简单、绿色环保，避免了制备过程中对环境造成的二次污染。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明：
图1为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料吸附碘蒸汽后的SEM图；
图2为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料的实物图；
图3为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料吸附碘蒸汽后的实物图；
图4为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料的EDS结果图；
图5为本发明实施例3的未改性的胶原纤维、铋基胶原纤维材料和吸附碘蒸气后的铋基胶原纤维材料的FTIR结果图；
图6为本发明实施例1～5制备的铋基胶原纤维材料在不同间隔时间吸附碘蒸气结果图；
图7为本发明实施例1和实施例6制备的铋基胶原纤维材料在不同间隔时间吸附碘蒸气结果图；
图8为本发明实施例3和实施例7制备的铋基胶原纤维材料在不同间隔时间吸附碘蒸气结果图；
图9为本发明实施例4和实施例8制备的铋基胶原纤维材料在不同间隔时间吸附碘蒸气结果图；
图10为本发明实施例1～8制备的铋基胶原纤维材料循环吸附碘蒸气结果图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为40目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在40℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为60目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至9；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为5％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为10％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为8％；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维的混合物中的质量百分比为10％；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为2h，煅烧温度为120℃，升温速率为2.5℃/min。
实施例2：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为40目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在40℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为60目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至10；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为10％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为10％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为10％；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维的混合物中的质量百分比为15％；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为4h，煅烧温度为150℃，升温速率为2.5℃/min。
实施例3：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为60目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在60℃；
步骤二、、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为60目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至10；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维的混合物中的质量百分比为20％；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为6h，煅烧温度为180℃，升温速率为2.5℃/min。
实施例4：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为60目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在70℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为80目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至10；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为20％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维的混合物中的质量百分比为15％；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为10h，煅烧温度为180℃，升温速率为2.5℃/min。
实施例5：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为60目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在70℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为80目后加入500mL去离子水中,加入氢氧化钠调节溶液pH至12；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为20％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为20％；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维的混合物中的质量百分比为20％；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为12h，煅烧温度为200℃，升温速率为2.5℃/min。
实施例6：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为40目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在40℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为60目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至9；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为5％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为10％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为8％；
步骤四、将胶原纤维和硝酸铋混合液混合后超声30min，然后放入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高压处理釜中，进行高静压处理，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为10％；所述高静压处理的压力为400MPa，处理时间为60min，处理温度为45℃，升压的速度为10MPa/s；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为2h，煅烧温度为120℃，升温速率为2.5℃/min。
实施例7：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为60目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在60℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为60目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至10；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；
步骤四、将胶原纤维和硝酸铋混合液混合后超声30min，然后放入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高压处理釜中，进行高静压处理，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为20％；所述高静压处理的压力为380MPa，处理时间为60min，处理温度为40℃，升压的速度为10MPa/s；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为6h，煅烧温度为180℃，升温速率为2.5℃/min；。
实施例8：
一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水等处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为60目的粒状胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；超声清洗温度和真空干燥箱温度控制在70℃；
步骤二、将清洗后的5g胶原纤维于粉碎机中粉碎为80目后加入500mL去离子水中，加入氢氧化钠调节溶液pH至10；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；稀硝酸溶液的浓度为6mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为20％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为15％；
步骤四、将胶原纤维和硝酸铋混合液混合后超声30min，然后放入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高压处理釜中，进行高静压处理，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为15％；所述高静压处理的压力为420MPa，处理时间为60min，处理温度为35℃，升压的速度为10MPa/s；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；所述管式炉环境气体为氮气，煅烧时间为10h，煅烧温度为180℃，升温速率为2.5℃/min。
图1为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料吸附碘蒸汽后的SEM图，从图中可以看出，铋基胶原纤维材料表面粗糙不平，且表面和孔隙中存在许多颗粒状物质。
图2为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料的实物图，其为致密的深灰色物质；图3为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料吸附碘蒸汽后的实物图，当吸附碘蒸气之后，颜色变为红棕色，外貌形态相对疏松状。
图4为本发明实施例3制备的铋基胶原纤维材料的EDS结果图，从中可以看出，材料上面成功接合了铋,而且，有碘元素存在且含量较高，证明成功吸附碘且吸附量较大。
图5为本发明实施例3的未接铋的胶原纤维、铋基胶原纤维材料和吸附碘蒸气后的铋基胶原纤维材料的FTIR结果图；755.05cm-1归属于酰胺键C＝O的面外弯曲振动。当碱处理胶原纤维后，可发现改性后和改性后吸附碘样品中，此位置官能团振动消失，证明碱破坏了胶原纤维分子中的酰胺键结构。697.52cm-1归属于O-H面外弯曲振动。与分子间氢键形成，碱处理后减弱，说明破坏了分子间氢键。1447cm-1归属于羧酸的C-O伸缩振动，当接铋后发生移动，表明羧基与铋离子发生作用，导致振动位移改变。当接铋后吸附碘之后，铋与碘之间振动增强。
对实施例1～8制备的改性胶原纤维材料进行碘蒸气吸附实验；其方法为：本发明采用无放射性的碘单质替代放射性的碘单质；首先把过量的碘单质放于250mL的血清瓶底部，取100mg铋基胶原纤维材料(实施例1～8)放于折叠成漏斗状的滤纸中，滤纸放置于血清瓶口，拧紧瓶盖，瓶盖处用封口膜封好后，将血清瓶放置于75℃烘箱中，不同时间间隔内，最长吸附24h后从烘箱取出，冷却到室温，根据重量法测定改性后的胶原纤维吸附碘蒸气的含量。计算公式如下：Q＝(m2-m1)/m1×100wt％，其中Q(wt％)为碘的吸附量，m1(mg)和m2(mg)分别为铋基胶原纤维材料吸附碘之前和之后的重量，每个吸附材料平行进行三次吸附实验，取平均值，结果如图6～9所示；随着接触时间的增加，碘的吸附量逐渐增大。
当铋基胶原纤维材料吸附碘蒸气后，于无水乙醇中进行解吸附，烘干后再次循环吸附碘蒸气(过程如第一次吸附实验一致)，循环吸附结果如图10所示，结果表明，第二次循环吸附量远低于第一次吸附量，表明材料吸附碘蒸气后处于比较稳定的状态，不易被解吸附。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将胶原纤维加入去离子水中，在超声清洗机中超声清洗5h，洗至中性，过滤后于烘箱中烘干；
步骤二、将清洗后的胶原纤维于粉碎机中粉碎后加入去离子水中，加入碱调节溶液pH；超声2h后用去离子水清洗，过滤后于真空烘箱中烘干备用；
步骤三、取五水硝酸铋加入去离子水中，并加入乙二醇和稀硝酸溶液，超声溶解，得到硝酸铋混合液；
步骤四、将步骤二得到的胶原纤维加入硝酸铋混合液中，超声2h，过滤后于真空烘箱中烘干；
步骤五、将步骤四得到的胶原纤维加入管式炉中煅烧，冷却到室温，即得铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料；
所述步骤五中管式炉的环境气体为氮气、氩气中的一种或两种混合，煅烧时间为1-12h，煅烧温度为120-300℃，升温速率为2～3℃/min。
2.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的胶原纤维为未经鞣制处理的动物皮，按常规方法进行清洗、碱处理、脱水处理后，经粉碎机粉碎得到粒径为10-80目的粒状物质。
3.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中超声清洗温度和烘箱温度在室温至70℃的范围。
4.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中粉碎后的胶原纤维粒径控制在30-100目。
5.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、碳酸钠中的一种或几种；加入碱调节溶液pH至8～14。
6.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，稀硝酸溶液的浓度为5～7mol/L；所述五水硝酸铋在硝酸铋混合液中的质量百分比为0.1～30％；所述乙二醇在硝酸铋混合液中的质量百分比为0.1～60％；所述稀硝酸溶液在硝酸铋混合液中的质量百分比为0.1～15％。
7.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为0.1～70％。
8.如权利要求1所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四的过程替换为：将胶原纤维和硝酸铋混合液混合后超声30min，然后放入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高压处理釜中，进行高静压处理，过滤后于真空烘箱中烘干；胶原纤维在硝酸铋混合液和胶原纤维混合物中的质量百分比为0.1～70％。
9.如权利要求8所述的铋基胶原纤维高效捕获碘蒸气材料的制备方法，其特征在于，所述高静压处理的压力为240～420MPa，处理时间为45～60min，处理温度为35～45℃，升压的速度为10MPa/s。
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