[发明专利]一种超疏水性CdS/CS/PLA纳米纤维复合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种超疏水性CdS/CS/PLA纳米纤维复合物及其制备方法与应用。先以PLA和CS为原料经静电纺丝技术制备CS/PLA纳米纤维毡；将CS/PLA纳米纤维毡浸泡于Cd²⁺水溶液中，然后向经浸泡后的纳米纤维毡中加入硫脲水溶液和矿化剂水溶液，搅拌反应至纤维毡变为黄色，即得超疏水性CdS/CS/PLA纳米纤维复合物。本发明制备方法简单，条件易于实现，成本低，并且所使用的CS和PLA都是环境友好型材料，对环境无危害；所制备的纳米纤维复合物具有超疏水性能，能够实现油水高效分离，且可重复利用，稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种超疏水性CdS/CS/PLA纳米纤维复合物及其制备方法与应用，属于疏水性纳米材料制备技术领域。

背景技术

表面润湿是材料界面上常见的现象，同时也是固体材料表面重要特性之一，在实际研究中通常以固-液之间接触角的大小进行表征。以水为例，当固-液界面之间的接触角大于150°时，材料表现为超疏水性；当固-液界面之间的接触角小于5°时，材料表现为超亲水性。由于超疏水性材料具有良好的抗污、防黏附性以及自清洁等性能，长久以来一直深受学术和商业界的青睐。为了得到超疏水性材料，通常使用物理或者化学方法将低表面能化合物引入材料表面或在材料表面构建粗糙结构，在此基础上，迫切需要寻求一种疏水效果好、制备方法简单的超疏水性材料。

壳聚糖(CS)是甲壳素脱乙酰基后的产物，甲壳素来源十分的广泛，可从壳体动物的外壳中提取，有“动物纤维素”之称，取之不尽用之不竭。CS是一种多糖，降解产物是水和二氧化碳，属于环境友好型材料。目前，基于壳聚糖的疏水性材料已有报道。如，中国专利文献CN103613781A公开了一种基于三维网状壳聚糖负载超疏水颗粒吸油海绵的制备方法。该方法首先使用冷冻干燥法制备三维网络结构的CS海绵，然后将CS海绵加入到芋叶粉溶液中通过反复压缩、膨胀，最后固化得到超疏水CS三维网络海绵。虽然该方法制备的海绵有疏水性，但应用局限于吸附油方面，而且该发明中疏水效果相关数据未公开；该发明以三维结构的CS为基底，通过物理吸附将疏水性的芋叶颗粒负载到CS表面，使所制备的复合材料具备疏水性，但芋叶粉颗粒粒径相对较大，负载不均匀，附着力比较差，在应用过程中使用不稳定，容易脱落造成二次污染，影响重复使用；同时芋叶粉负载到CS海绵表面时会占据空间，使海绵的孔体积减小，从而影响吸油能力。又如，中国专利文献CN105709695A公开了一种超疏水性纤维素/CS复合气凝胶油水分离材料的制备方法。该方法在低温条件下进行，首先以氢氧化钠、水和尿素的混合溶液为溶剂溶解纤维素和CS，通过反复冷冻-解冻制备均一的纤维素/CS混合液，然后将混合液冷冻干燥制备纤维素/CS气凝胶，最后将制备的气凝胶浸泡入硬脂酸钠溶液中，通过真空干燥制备出超疏水性纤维素/CS复合气凝胶。该发明利用疏水性的硬脂肪酸纳对纤维素/CS气凝胶进行改性，使纤维素/CS表面附着一层超疏水性的防水层，从而达到超疏水的目的。但该方法操作过程繁琐，大部分实验需要在0℃以下完成，实验条件相对比较苛刻，耗能高，难以通过常规方法简单、快速的大量制备；并且，未对所制备的纤维素/CS复合气凝胶的疏水性、油水分离效果等性能进行表征。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种超疏水性CdS/CS/PLA纳米纤维复合物；本发明的纳米纤维复合物具有超疏水性能，能够实现油水高效分离，且可重复利用，稳定性好。

本发明还提供一种超疏水性CdS/CS/PLA纳米纤维复合物的制备方法及应用。本发明制备方法简单，条件易于实现，成本低，并且所使用的CS和PLA都是环境友好型材料，对环境无危害。

术语说明：

CdS：指硫化镉；

PLA：指聚乳酸。

本发明的技术方案如下：