[发明专利]一种多层生物基中空纳米纤维水处理膜、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种多层生物基中空纳米纤维水处理膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)芯层溶液的配制

取矿物油A放入烧杯中，静置，将其放入超声环境下，除去混在其中空气，作为纺丝芯层溶液；

(2)壳层溶液的配制

将水溶性生物高分子B配制成质量分数为1～5％的高聚物B溶液；

将水溶性合成高分子C配制成质量分数为1～10％的高聚物C溶液；

然后在常温先将高聚物B溶液和高聚物C溶液混合，最后在混合溶液中加入交联剂作为纺丝的壳层溶液；

(3)多层芯-壳纳米纤维的制备

采用同轴静电纺装置，将步骤(1)制得的芯层溶液注入芯层注射器，将步骤(2)制得的壳层溶液注入壳层注射器，同轴针头侧管装在芯层注射器上，壳层注射器用聚四氟乙烯管连接同轴针头的侧管，通过自动供液泵推进芯层注射器和壳层注射器，通过同轴静电纺制得第一层芯-壳纳米纤维层；在形成第一层芯-壳纳米纤维层基础上，采用同样的方法先后叠加制得第二层芯-壳纳米纤维层、第三层芯-壳纳米纤维层以及多层芯-壳纳米纤维膜；

(4)多层中空纳米纤维膜的制备

将步骤(3)中制备的多层芯-壳纳米纤维膜置于溶剂D中，溶出矿物油A，取出后干燥得到连续均匀的多层中空纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述矿物油A为石蜡油、二甲基硅油中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述水溶性生物高分子B为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素、淀粉、海藻酸钠、明胶中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述水溶性合成高分子C为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来酸酐、环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂和聚氨基树脂中的一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述高聚物B溶液和高聚物C溶液混合时的质量比为1:1～1:10。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛，三聚磷酸钠中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述静电纺丝工艺参数为：在接收滚筒和同轴针头之间施加的高压静电电场的电压20～25kV，同轴喷头与接收装置之间的距离为4～8cm，芯层溶液喷射速度1～3μL/min，壳层溶液喷射速度15～30μL/min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的溶剂D为石油醚和正己烷中的一种。

9.权利要求1所述的制备方法制备的多层生物基中空纳米纤维水处理膜，其特征在于，有多层纳米纤维膜叠加而成，所述纳米纤维膜中纤维与纤维之间具有孔隙，所述纤维的芯部为中空结构，且所述纤维的材质是由水溶性生物高分子和水溶性合成高分子交联而成。

10.权利要求9所述的多层生物基中空纳米纤维水处理膜用于水中重金属的过滤分离。