[发明专利]一种新型蚀刻不锈钢纤维的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种新型蚀刻不锈钢纤维的制备方法，304不锈钢纤维置于含有电解液的四电极金属蚀刻装置中，在外加电源的电压为35‑45v，极化时间为15‑25s的条件下，通过电化学蚀刻不锈钢纤维使其表面形成形似鱼鳞状的排列均匀的微孔，从而得到一种能够吸附水中有机物尤其是PAHs的新型不锈钢吸附材料。将其应用于水中PAHs的吸附，具有价格低廉、吸附性高、选择性好的优点，解决了传统的吸附材料易碎、吸附性低的缺点。除此之外，本实验制备的材料不会对环境造成污染，因此这种新型吸附材料可有效改善水质，减少污染，在水中痕量有机物处理过程中有很好的应用前景，为更有效快捷的进行水中有机污染的分析检测提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及吸附材料的制备方法技术领域，尤其涉及一种新型蚀刻不锈钢纤维的制备方法及其应用。

背景技术

水资源是人类赖以生存和发展的物质,且日益得到人们的关注。然而随着经济的不断发展和人类活动的加剧，水体污染也不断加重。水体的污染物包括致病菌、放射类物质、重金属污染物和有机污染物,而水体的污染物中以有机污染物的危害最大。天然水体有机物、工业排污和生活排污引入水体中有机污染物、以及水处理过程中产生的有机物等不仅加重水体环境污染，而且对人类健康存在潜在危害和环境生物的生存环境造成了严重破坏，因而污染物的检测与处理问题日益受到人们的关注。

持久性有机污染物(POPs)是指持久存在于环境中，具有长期半衰期，且能通过食物链富集，并对人类和环境带来危害的天然合成或人工合成的一类化学物质，简称POPs。一般POP具有四个重要特征：(1)环境持久性，POPs对生物降解、光解、化学分解都有较高的抵抗能力，因而难于被分解，其半衰期从几十天到600年不等；(2)生物积累性，POPs具有低水溶性、高脂性的特点，使其能在生物体脂肪组织中进行积累；(3)远距离迁移能力，POPs能通过蒸发作用在大气环境中远距离迁移，导致全球范围的污染与传播；(4)高毒性，POPs大多都具有致癌、致畸形、致突变的三致效应。

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)属于POPs，同样具有致癌、致畸、致突变的特性。PAHs的水溶性较差，大气中的PAHs经湿沉降转至并附着土壤在土壤表面。从水体中的PAHs由于憎水性的特点迁移到沉积物中，使得沉积物成为多环芳烃的主要载体。因此PAHs进入水体后，会通过水生动植物蓄积或者放大，对处于食物链高端的人类健康造成危害。所以，检测环境水中的PAHs对人类的健康具有重要意义。

目前针对水环境中的PAHs的分析方法有很多，比如色谱法、免疫法、生物方法等，其中气相色谱(GC)由于其卓越的分离能力和众多的检测手段而受到广泛关注。如果想提高GC的分离能力及检测的准确性，选择一种好的吸附材料至关重要。

目前石英纤维是最常用的固相微萃取(SPME)的材料，但石英纤维易碎，不利于吸附的进行。而金属纤维最初用于SPME材料，如不锈钢丝、铂丝、阳极电镀铝丝，钛丝等，来代替传统的石英玻璃纤维，通常通过物理或化学的方法将吸附材料涂覆在金属纤维上，使其具有耐久性的特点。而有研究发现经过HF腐蚀过的不锈钢丝纤维对多环芳烃具有较高的亲和性，并以不锈钢丝纤维为SPME的吸附剂，采用GC-FID系统成功检测了6种PAHs，具有较好的富集因子。

Tschiya等通过电化学腐蚀的方式在316L不锈钢片上自组装制备了规则排列的纳米级微孔，能够有效的提高金属的比表面积，如果能够首先采用电化学腐蚀的方式将不锈钢丝金属材料首先制备成微孔材料，在经过化学腐蚀在很大程度上提高金属纤维的吸附面积，这就是本实验的思路和想法。

本发明拟制备蚀刻点阵型不锈钢纤维作为吸附剂用于吸附水中的POPs，在现有分析方法的基础上深入研究,制备具有良好吸附效果的点阵型新型金属吸附剂。为更有效快捷的进行水中有机污染的分析检测提供技术支持。

发明内容