[发明专利]基于低温等离子体技术的表面巯基化蚕丝纤维制备方法

说明书

本发明公开了一种基于低温等离子体技术的表面巯基化蚕丝纤维制备方法，涉及环保材料技术领域。本发明提供的制备方法，通过选用氨气作为低温等离子体的反应介质，使蚕丝纤维的表面等离子体刻蚀处理和氨基化反应过程同时发生，节省了改性时间，利用半胱氨酸等巯基化试剂含有的羧基与蚕丝纤维表面的氨基发生酰胺化反应，从而使得蚕丝纤维的改性效果稳定，制备得到的表面巯基化蚕丝纤维的吸附效果较强且稳定，从而解决了蚕丝纤维制备重金属吸附材料时吸附效果不稳定的技术问题，达到了使用蚕丝纤维生产对重金属吸附能力强且稳定的吸附材料的技术效果，扩宽了蚕丝纤维的使用范围，且表面巯基化改性蚕丝纤维的制备过程简单，成本较低。

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，特别涉及一种基于低温等离子体技术的表面巯基化蚕丝纤维制备方法。

背景技术

环境污染问题已成为人们关注的焦点问题，而水中重金属污染是一个极为重要的环境保护问题。重金属是环境中的一类重要污染物，由于其具有毒性大，不能被生物降解，易累积等特征，因此一旦进入水体及土壤环境，就很难从环境中去除。其既可造成生态环境的恶化，还可进入食物链，对人体造成巨大危害。但常常由于某些主观原因或客观原因使其未经处理达标就被排入河流、湖泊或海洋，或者进入了土壤中，导致水环境和土壤环境受到污染。水中重金属元素的来源包括矿山开采过程产生的废水、选冶生产过程产生的废水、金属加工过程产生的废水以及电镀过程产生的废水等。通常去除水中重金属的方法很多，吸附法是常用的有效方法之一。因此，近些年来，开发新型、高效的重金属吸附材料一直是环保领域研究的热点之一。

蚕丝纤维是我国广泛使用的一个天然纤维，具有典型天然蛋白结构，至少由18种氨基酸组成。蚕丝纤维具有环境友好且具有表面积大和容易进行物理化学改性等特点，是一种理想的载体，然而，未改性的蚕丝表面分布有一定数量的氨基酸，但它的游离氨基和羧基含量总量不大，因此，其对重金属离子的吸附量并不高，无法直接用作重金属的吸附。

现有一种采用蚕丝进行改性来制备重金属吸附材料的方法包括以下步骤：(1)预处理：取当年的蚕的生丝，放入弱碱性溶液中并加入脂肪酶、碱性蛋白酶和表面活性剂，用超声波处理、浸泡、煮沸，再用水洗；(2)恒重：将清洗好的蚕丝放入冷冻干燥箱中干燥，然后将烘干的蚕丝进行称重，再进行冷冻干燥再称重；(3)检测：抽样恒重后的蚕丝用苦味酸胭脂红试剂进行检测；(4)改性：将丝素直接浸中性蛋白酶溶液，超声波进行处理再冷冻干燥至恒重，得到所需的吸附材料。

发明人发现，上述通过蚕丝制备重金属吸附材料的方法需要采用多次多种酶进行处理，通过中性蛋白酶溶液对蚕丝纤维进行改性，由于酶的活性具有不稳定性，易受温度、空气等外部环境因素的影响，且多次浸泡后酶的活性易受影响，导致蚕丝纤维的改性效果在实际操作流程中会有极大影响，制备得到的吸附材料对重金属的实际吸附效果较差。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于低温等离子体技术的表面巯基化蚕丝纤维制备方法，对蚕丝纤维进行了巯基化表面改性，将巯基基团接枝到蚕丝纤维表面，利用巯基基团的配合能力来提高其对重金属的吸附性能。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种基于低温等离子体技术的表面巯基化蚕丝纤维制备方法，所述方法包括：

将蚕丝纤维置于温度为97～98℃的无水碳酸钠溶液中进行脱胶处理1h，然后将脱胶处理后所述蚕丝纤维送入温水进行清洗后脱水烘干，所述蚕丝纤维与所述无水碳酸钠溶液浴比为1∶100，所述无水碳酸钠溶液中无水碳酸钠的质量浓度为5g/L；