[发明专利]纤维增强型中空纳米纤维膜的制备方法及其功能化方法

权利要求书

1.一种纤维增强型中空纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)利用二维编织技术编织成管状编织物，作为增强体；

2)配制静电纺丝用溶液，将所述溶液脱泡后置于静电纺丝设备中，将所述增强体安装在静电纺丝设备的接收装置上，在以下条件下进行静电纺丝：静电纺丝时间为10～120min，纺丝温度为：15～50℃，纺丝相对湿度为50～80％，纺丝正高压为5～35kV，负高压为0～10kV，溶液推进速度为：0.2～3mL/h，纺丝所用针头内径为：0.16～2.0mm，接收装置转速为500～3000r/min，针头到接收器的距离为5～15cm；得到纤维增强型中空纳米纤维膜。

2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤2)中静电纺丝的条件为：纺丝相对湿度为60～75％，纺丝正高压为15～25kV，负高压为3～8kV。

3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤1)中用于编织成管状编织物的纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氯乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氨酯纤维、聚偏氟乙烯纤维、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维和聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、金属纤维和纤维素纤维中的至少一种。

4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤2)中所述静电纺丝用溶液由按质量百分数计的下列物质组成：

其中，聚间苯二甲酰间苯二胺短纤的长度为1～5cm；

所述无机盐添加剂为氯化钾、氯化钙、氯化氨、氯化锂、溴化锂、硝酸锂和高氯酸锂中的任意一种或任意几种以任意比的混合物；

所述添加剂为二氧化硅、二氧化钛、碳纳米管、三氧化二铝、石墨烯和氧化石墨烯中的任意一种或任意几种以任意比的混合物；

所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的任意一种或任意几种以任意比的混合物。

5.如权利要求4所述制备方法，其特征在于：所述聚间苯二甲酰间苯二胺短纤的含量为8～15wt.％，无机盐添加剂的含量为2～5wt.％。

6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤2)中所述静电纺丝用溶液由按质量百分数计的下列物质组成：

聚丙烯腈树脂 5～15％；

添加剂I 0～10％；

溶剂I 75～95％；各组分之和为100％；

其中，所述添加剂I为二氧化硅、二氧化钛、碳纳米管、三氧化二铝、石墨烯和氧化石墨烯中的任意一种或任意几种以任意比的混合物；

所述溶剂I为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的任意一种或任意几种以任意比的混合物。

7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于：聚丙烯腈树脂的含量为8～12wt.％。

8.一种纤维增强型中空纳米纤维膜的功能化方法，其特征在于包括如下步骤：

①将所述纤维增强型中空纳米纤维膜置于改性溶液中，浸泡2～24h，取出，利用去离子水彻底清洗，得到基膜；

②将所述基膜置于金属离子盐溶液中，在避光条件下搅拌2～24h，取出，清洗，得到改性后产品；

其中，所述改性溶液为多巴胺盐酸盐、间苯二酚、邻苯二酚和聚乙烯亚胺中的任意一种或任意几种以任意比的混合物，其pH值为8～9；

所述金属离子盐溶液为硝酸银溶液、氯化钯溶液、氯化铂溶液、氯金酸溶液和氯铂酸溶液中的任意一种，其浓度为0.1～20wt.％。

9.如权利要求8所述纤维增强型中空纳米纤维膜的功能化方法，其特征在于：所述聚乙烯亚胺的分子量为600、1800或10000；所述改性溶液的pH值用三羟甲基氨基甲烷或盐酸溶液进行调节。