[发明专利]一种负载ZIF-8的无纺布复合材料在染料吸附处理中的应用

说明书

本发明公开了一种负载ZIF‑8的无纺布复合材料在染料吸附处理中的应用，所述无纺布复合材料包括高分子纤维基材和负载在所述纤维上的ZIF‑8多孔材料。本发明通过向普通无纺布材料中负载多孔材料ZIF‑8，能够在保持高效染料吸附处理能力的同时，解决了颗粒或粉末状纳米吸附剂难以回收的问题，该复合吸附剂材料制备简单，能够适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及水污染处理技术领域，具体涉及一种负载多孔纳米吸附材料，尤其是ZIF-8的无纺布复合材料在染料吸附处理中的应用。

背景技术

随着全球工业化进程的加快，也推动着制造业蓬勃发展。我国作为全球纺织品重要生产加工地，长期出口大量纺织品和服装。然而纺织和服装业的快速发展，在推动印染行业快速发展的同时也造成水体污染，尤其是染料废水污染。

染料对于水体造成污染程度严重且难以处理，其成分复杂、色度深、质量浓度高且可生化性差。工业规模染料废水处理以化学絮凝法、电解法、膜分离法以及氧化法等作为主要手段。但都普遍存在着去除率低、能耗大、产生二次污泥等缺点，极大阻碍其长期应用和推广。吸附法作为一种去除生物降解性差的污染物的重要手段，其高效节能、操作方便以及可以循环利用。常用的活性炭即是一种典型的有机染料吸附剂，然而粉末或颗粒状的固体物理吸附剂在完成吸附处理后难以回收和分离，具有较差的再生性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种负载ZIF-8的无纺布复合材料在染料吸附处理中的应用，能够在保持高效染料吸附处理能力的同时解决颗粒或粉末状纳米吸附剂难以回收的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种负载ZIF-8的无纺布复合材料在染料吸附处理中的应用，所述无纺布复合材料包括高分子纤维基材和负载在所述纤维上的ZIF-8多孔材料。

ZIF-8是一种多孔纳米金属有机杂化材料，具有孔隙率高且比表面积大的特点，吸附能力强，且在一定pH范围的水溶液中都具有较好的稳定性；其制备简单能够工业规模大量生产，能够很好的应用于工业污水中的有机染料吸附处理。而无纺布制备成的基材同样具有很高的比表面积，不仅自身具有很强的吸附能力，而且能够负载更多的ZIF-8，同时也能够方便吸附剂的回收与分离。

本发明中的高分子纤维基材主要用于负载多孔纳米材料ZIF-8，方便吸附剂的回收和分离。其具体材质不限，优选为在水溶液中不会发生溶胀的材料，例如聚丙烯腈。

本发明中，所述染料的种类可为多种，包括但不限于亚甲基蓝有机染料。

进一步地，所述无纺布复合材料中，ZIF-8的负载量为20wt％-60wt％。更优选地为40wt～60wt％，进一步地优选为60wt％。

进一步地，所述无纺布复合材料的比表面积为467m²/g。

进一步地，所述ZIF-8是经如下步骤制备得到的：

将四水合硝酸锌溶解于有机醇溶剂中，向其中加入过量的2-甲基咪唑的醇溶液，搅拌均匀，室温下静置；接着离心，收集离心物，用有机溶剂洗净，真空干燥后得到所述ZIF-8。

进一步地，所述有机醇溶剂为甲醇或乙醇。

进一步地，所述无纺布复合材料是由聚丙烯腈与ZIF-8经静电纺丝的方法制备得到的。

进一步地，所述无纺布复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚丙烯腈与ZIF-8分散于有机溶剂中，于50～80℃下搅拌得到均相的纺丝溶液；然后将纺丝溶液加入到注射器中进行静电纺丝，采用基底收集，即得到所述防霾口罩专用无纺布复合材料。

进一步地，于60℃下搅拌得到均相的纺丝溶液。