[发明专利]一种碳酸氧铋-聚环氧乙烷膜的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种碳酸氧铋‑聚环氧乙烷膜的制备方法，其采用聚环氧乙烷、季戊四醇三丙烯酸酯溶液和溶剂制备纺丝液，以制备交联静电纺丝纤维膜；采用聚环氧乙烷、碳酸氧铋无机材料、季戊四醇三丙烯酸酯溶液和溶剂制备纺丝液，以制备的交联静电纺丝纤维膜作为接收基底进行静电纺丝，将所得的纤维膜隔氧处理后进行电子束辐照处理，得到碳酸氧铋‑聚环氧乙烷复合交联静电纺丝纤维膜。本发明还涉及采用上述制备方法制得的碳酸氧铋‑聚环氧乙烷膜及其应用。本发明利用电子束提供能量，季戊四醇三丙烯酸酯作为接枝单体，将聚环氧乙烷纤维膜交联改性，以提高纤维膜的耐溶剂性、耐热性，易于回收，且进一步提高复合纤维的光催化性能，可用于有机污水处理。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种碳酸氧铋-聚环氧乙烷膜的制 备方法及其应用。

背景技术

碳酸氧铋是一种n型半导体材料，其带隙在2.8-3.5eV之间，在可见光或者 太阳光下均表现出较高的光催化活性，可以用于处理含染料废水。但是碳酸氧铋 呈粉末状，直接作为光催化剂用于降解水体中的染料时易散落，不易回收。

静电纺丝是一种简单、方便且有效地制备纤维膜的技术。通过静电纺丝技术 制备纤维材料，具有制造设备简单，工艺技术容易控制等优点，已经广泛应用于 制备有机无机复合材料纤维，这能大大改善无机材料不易回收的缺点。

聚环氧乙烷是一种无毒亲水的聚合物，其在生物医学领域应用甚广。通过静 电纺丝的制备方法，聚环氧乙烷溶液通过强静电力从毛细管喷出，可以获得直径 均一，形貌规整的聚合物纤维。但聚环氧乙烷在水中的高度溶解性限制了它的应 用。

电子束辐照，通过辐射使大分子聚合物主链断裂和交联，从而改变聚合物物 理性质。通过辐射交联，能有效改善高聚物的可溶性，使其不溶于无机和有机溶 剂，对其后续应用提供便利。由此可利用电子束辐照方法对聚环氧乙烷进行改性， 使聚环氧乙烷交联，获得热稳定性和耐溶剂性的改善。

但现有技术中并未有任何可将碳酸氧铋和聚环氧乙烷结合制备纤维膜的报 道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种碳酸氧铋-聚环氧乙烷 膜的制备方法及其应用，其可将碳酸氧铋和聚环氧乙烷结合，可通过改善聚环氧 乙烷纤维膜的稳定性和耐溶剂性，实现碳酸氧铋的回收利用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种碳酸氧铋-聚环氧乙烷膜的制备方法，其包 括如下步骤：

步骤(一)采用聚环氧乙烷(PEO)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)溶液 和溶剂制备纺丝液，并通过静电纺丝和电子束辐照制备交联静电纺丝纤维膜；

步骤(二)采用聚环氧乙烷(PEO)、碳酸氧铋无机材料(Bi₂O₂CO₃)、季 戊四醇三丙烯酸酯(PETA)溶液和溶剂制备纺丝液，以步骤(一)获得的交联 静电纺丝纤维膜作为接收基底进行静电纺丝，将所得的纤维膜隔氧处理后进行电 子束辐照处理，得到碳酸氧铋-聚环氧乙烷复合交联静电纺丝纤维膜。

为了进一步优化上述制备方法，本发明采取的技术措施还包括：

进一步地，步骤(一)中所述交联静电纺丝纤维膜的制备步骤包括：

(A)聚环氧乙烷配制前驱体溶液，添加季戊四醇三丙烯酸酯溶液，与溶剂 混合制备纺丝液；

(B)将步骤(A)制备的所述纺丝液盛装在静电纺丝装置注射器中，注射 器针头与高压发生器正极连接，铝箔滚筒接收器与高压接受器负极连接，进行电 纺，静电纺丝出的纤维膜承接在所述铝箔滚筒接收器上；

(C)将步骤(B)所得的所述纤维膜进行隔氧处理，并进行电子束辐照处 理，得到交联静电纺丝纤维膜；