[发明专利]处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料及制法

权利要求书

1.处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料，其特征是：为表面接枝羟基取代的开链葫芦脲的纳米纤维膜；

所述羟基取代的开链葫芦脲的结构式为

2.根据权利要求1所述的处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料，其特征在于，纳米纤维膜表面羟基取代的开链葫芦脲的接枝率为60～80％；纳米纤维膜为交联的聚乙烯醇基纳米纤维膜；纳米纤维的平均直径为200～300nm；纳米纤维膜的拉伸强度为50～80MPa，弹性模量为2000～3000MPa；交联的聚乙烯醇基纳米纤维膜的交联度为40～90％。

3.根据权利要求1所述的处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料，其特征在于，处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料对于重金属离子的最大吸附率达95％以上；处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料在吸附重金属离子后经过甲醇和水洗涤即能完成脱附，并且在5次吸附-脱附循环后吸附率在85％以上；所述重金属离子为Cu²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺。

4.一种处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料的制备方法，其特征是：将交联的聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维膜完全浸入反应液中反应，取出洗涤后即得到处理重金属水污染的易脱附再生开链葫芦脲基材料；

交联的聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维膜制备步骤如下：

步骤一：将聚乙烯醇溶于去离子水，加热并恒温得到均一溶液；

步骤二：在所述均一溶液中加入二醛；

步骤三：然后静电纺丝，得到电纺丝；

步骤四：将所述电纺丝浸泡于强酸的甲醇溶液中得到交联的聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维膜；

所述反应液为羟基取代的开链葫芦脲与异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷在无水二甲基亚砜溶剂中反应得到的中间产物；

所述羟基取代的开链葫芦脲的结构式为

所述中间产物的结构式为

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中，聚乙烯醇的质量分数为8～15％，加热的温度为85～95℃。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中，加入二醛后搅拌0.5h；所述二醛为戊二醛、己二醛、庚二醛或辛二醛；聚乙烯醇与二醛的质量比为(2～5):1。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中，所述静电纺丝的纺丝工艺为：电压为10～20kV，铝箔作为接收屏，针头与铝箔之间的接收距离为11～15cm，纺丝速度为0.3～0.6mL·h^-1，平头针头内径为0.5～0.9mm；所述电纺丝在20～30℃、相对湿度为30～50％的环境中制备。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤四中，强酸的甲醇溶液中强酸的含量为8～12wt％，电纺丝浸泡于强酸的甲醇溶液中的时间为7～11天；所述强酸为盐酸、硫酸、氢碘酸或氢溴酸。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应液的具体制备方法为：将羟基取代的开链葫芦脲加入无水二甲基亚砜中，经磁力搅拌充分溶解之后，再加入无水吡啶，并通入氮气保护；然后加入异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷，将得到的混合液置于70～90℃条件下反应10～15小时；其中，羟基取代的开链葫芦脲与异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为(1～1.5):1，无水二甲基亚砜与无水吡啶的体积比为(8～10):1。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将交联的聚乙烯醇静电纺丝纳米纤维膜完全浸入反应液中反应的条件为：在25～35℃条件下震荡4～8小时；所述洗涤是指依次使用无水二甲基亚砜、甲醇和水洗涤，洗涤后使用氮吹仪通氮气吹扫。