[发明专利]一种壳聚糖纳米纤维基复合滤膜制备的新方法

说明书

本发明提供了一种壳聚糖纳米纤维基复合滤膜制备的新方法，包括：将聚合物材料溶于溶剂中配制成静电纺丝溶液；将壳聚糖和助纺高分子按照一定质量比例溶于溶剂中，并加入一定量可紫外光交联的单体，搅拌均匀，得到静电喷雾溶液；将静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到纳米纤维无纺布支撑层；将静电喷雾溶液通过静电喷雾的方法喷涂在纳米纤维无纺布支撑层上形成功能阻隔层，接着进行热压垂熔处理，然后进行紫外光交联固化处理，得到壳聚糖纳米纤维基复合滤膜。本发明采用热压垂熔法结合紫外光交联后处理制备壳聚糖纳米纤维复合膜，避免了传统化学交联剂的使用，充分利用光能，节能环保，制备的壳聚糖纳米纤维基复合滤膜可以高效长久地处理酸性染料废水。

技术领域

本发明属于分离复合膜的制备领域，特别是涉及一种用于处理酸性染料废水的壳聚糖纳米纤维基复合滤膜制备的新方法。

背景技术

染料被广泛应用于纺织、造纸、塑料、皮革、食品和化妆品等行业，用作相关产品的染色剂，其中，酸性染料是一类结构上带有酸性基团的水溶性染料，它们大多数含有磺酸基、羧基等水溶性基团。全世界酸性染料的消耗量仅次于硫化、直接和分散染料，并且染料分子通常包含苯环结构，物理化学性质稳定，降解困难。由此，排放的成千上万吨的酸性染料废水会对环境造成严重的毒性污染。目前，用于酸性染料废水分离的技术主要包括吸附、混凝、絮凝、高级氧化处理、臭氧化、生物处理和膜过滤。其中，膜过滤技术，特别是复合滤膜分离技术，由于环境友好、高效、低价、操作简单，在废水处理方面备受人们青睐。

复合滤膜是最近几年发展起来的一种新型分离膜，它是由薄而致密的功能阻隔层与高孔隙率的基膜复合而成，这使得复合膜可以选取不同的材料与制备工艺制取阻隔层和基膜，使它们的性能分别达到最佳化。静电纺丝制造的纳米纤维具有大的比表面、高的孔隙率以及相互贯通的孔结构等形态特点，并且具有良好的机械力学性能，是作为过滤基膜材质的不二首选。目前，超薄功能皮层的制备方法主要有涂敷法、喷涂法、浸渍法、界面聚合法、化学蒸气沉积法、原位聚合法等。就涂覆和界面聚合这两种常用的方法来说，在制备复合滤膜的过程中不可回避两个问题：一是涂覆制造功能皮层时铸膜液下渗的问题，二是功能皮层的厚度难以控制的问题。这些技术问题严重阻碍了纳米纤维复合膜的大规模使用。

针对上面的问题，本发明提出了采用热压垂熔法结合紫外光交联后处理制备壳聚糖纳米纤维基复合滤膜用于截留酸性染料分子。相比于热压垂熔法结合化学交联后处理制备纳米纤维基复合滤膜，本发明提出了一种新的热压垂熔后处理的方法制备纳米纤维基复合滤膜。热压垂熔法结合紫外光交联后处理避免了传统化学交联剂的使用，操作更加简单方便、环境友好，且可以得到均匀、致密、厚度可控的阻隔层，制得的壳聚糖纳米纤维基复合滤膜可以高效长久地处理酸性染料废水。

发明内容

本发明的目的是提出了一种用于处理酸性染料废水的壳聚糖纳米纤维基复合滤膜制备的新方法，该方法更加方便、简单、环境友好、稳定可控，可以高效长久地用于处理酸性染料废水。

为了达到上述目的，本发明提供了一种壳聚糖纳米纤维基复合滤膜制备的新方法，其特征在于，包括：

步骤1：将聚合物材料溶解于溶剂中配制成质量分数为8～30wt％的静电纺丝溶液；

步骤2：将壳聚糖(CS)和助纺高分子按照一定的质量比例溶于溶剂中，配制成总质量分数为0.1-10wt％的溶液，加入一定量的可紫外光交联的单体，搅拌均匀，得到静电喷雾溶液；

步骤3：将步骤1所得的静电纺丝溶液进行静电纺丝，得到纳米纤维无纺布支撑层；

步骤4：将步骤2所得的静电喷雾溶液通过静电喷雾的方法喷涂在步骤3所得的纳米纤维无纺布上，在纳米纤维无纺布表面形成功能阻隔层，所述的纳米纤维无纺布支撑层及其上的功能阻隔层构成复合膜；

步骤5：对步骤4所得的复合膜进行热压垂熔处理，然后进行紫外光交联固化处理，得到壳聚糖纳米纤维基复合滤膜。