[发明专利]一种聚丙烯腈基纳米纤维膜及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种聚丙烯腈基纳米纤维膜及其制备方法及应用，属于水处理技术领域。包括纯聚丙烯腈基纳米纤维膜制备和聚丙烯腈基纳米纤维膜制备，在常规回流装置中，加入上述纳米纤维膜0.345g、硫代乙酰胺3.8655g及H₂O、DMF配置的混合液，控制pH值为9，反应温度90℃，进行反应12h，得到聚丙烯腈基纳米纤维膜。本发明极大的提高了对重金属铜离子的吸附性能，为纳米纤维膜材料的实际应用提供了理论支撑，本发明聚丙烯腈基纳米纤维膜材料的制备过程简单，吸附量高，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种采用静电纺丝技术制备纳米纤维膜，及其应用于重金属离子去除的应用，特别是一种采用聚丙烯腈为膜原材料，生产膜材料产品及应用。

背景技术

燃煤电厂产生的脱硫废水是高含盐、强腐蚀性的高浊水，其中含有大量的重金属离子，超过电力行业相关排放标准，因此必须经过严格处理方可排放。吸附法是目前研究最多的重金属离子处理方法，而制备经济可行的吸附剂是吸附法的核心技术。静电纺纳米纤维膜作为一种比表面积大、孔隙率高的材料，作为一种优势吸附剂应用于水处理技术领域越来越受到关注。

发明内容

本发明提供一种聚丙烯腈基纳米纤维膜及其制备方法及应用，制备出一种对重金属吸附量高的材料以解决实际生活中的污染问题。

本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：

(1)纯聚丙烯腈基纳米纤维膜制备：将常规聚丙烯腈粉末溶于一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，配置9％-15％wt的纺丝液，在纺丝电压15-24kV，纺丝距离15-20cm，纺丝注射速度0.2-1mL/h的条件下进行静电纺丝，得到一层无纺布膜，即纯聚丙烯腈基纳米纤维膜；

(2)聚丙烯腈基纳米纤维膜制备：在常规回流装置中，加入上述纳米纤维膜0.345g、硫代乙酰胺3.8655g及H₂O、DMF配置的混合液，控制pH值为9，反应温度90℃，进行反应12h，得到聚丙烯腈基纳米纤维膜。

本发明所述的H₂O、DMF配置的混合液为，H₂O：4mL，DMF：12mL。

本发明所述的聚丙烯腈基纳米纤维膜在对重金属吸附中的应用；

本发明所述重金属为铜；

本发明所述聚丙烯腈基纳米纤维膜质量采用0.02g，吸附溶液pH为6，吸附温度为50℃。

本发明的有益效果：

本发明采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈基纯纳米纤维膜材料，再对聚丙烯腈本身具有的官能团进行硫化制得所需的聚丙烯腈基纳米纤维膜材料。纯聚丙烯腈基纳米纤维膜材料对重金属离子没有吸附能力，而经改性后的聚丙烯腈基纳米纤维膜对铜表现出很高的吸附量。

本发明为具有纤维结构的纯聚丙烯腈膜材料，通过对聚丙烯腈本身具有的官能团进行改性，得到一种对重金属铜离子吸附量高的聚丙烯腈基纳米纤维膜，该材料比表面积大，为反应提供更多的活性位点，加上C＝S基团中S对重金属离子的螯合作用及还原能力，极大的提高了对重金属铜离子的吸附性能，为纳米纤维膜材料的实际应用提供了理论支撑，本发明聚丙烯腈基纳米纤维膜材料的制备过程简单，吸附量高，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明对重金属离子选择性吸附测试效果图；

图2是本发明不同膜质量对吸附效果影响图；

图3是本发明不同铜离子初始浓度对吸附效果影响图；

图4是本发明不同pH对吸附效果影响图；

图5是本发明不同吸附时间对吸附效果影响图；

图6不同温度对吸附效果影响图；