[发明专利]一种负载巯基的聚氨酯纤维膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种负载巯基的聚氨酯纤维膜及其制备方法与应用。具体公开了一种负载巯基的聚氨酯纤维膜，所述负载巯基的聚氨酯纤维膜的孔隙率为60～90％。本发明所提供的聚氨酯纤维膜重金属离子吸附效果好，性能稳定，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米纤维和液体过滤技术领域，具体涉及一种负载巯基的聚氨酯纤维膜及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业化进程的进一步加速，各类企业对于重金属的需求与日俱增，同时不可避免的向环境排放大量的复合污染物，如重金属离子Cd²⁺、Pb²⁺等。这些重金属离子不仅严重污染地表水和地下水，造成全球可利用水资源急剧下降，而且使土壤中重金属的含量增加，危害生态环境和人体健康。近年来，水体中复合污染物的去除已经成为水环境治理过程中的研究热点。沉淀法是指用一定质量的沉淀剂物品，将废水溶液中的重金属离子进行转化，成为沉淀物，但是沉淀法所生成的沉淀物的成渣量比较高，还需对沉淀物进行后处理，且PH值对于沉淀的影响也很大，效果不稳定。膜分离技术通常指利用外力的作用，使溶液通过一种选择性的半透膜，实现溶剂和溶液产生分离，常用的膜分离技术主要包括：超滤、纳滤，反渗透、微滤等，但是制造半透膜的价格昂贵，成本高且稳定性较差。离子交换树脂是指通过离子交换树脂上的具有和重金属反应的活性基团物质，这类型的基团可以和重金属离子形成螯合作用，从而达到去除重金属离子的目的，但是离子交换树脂价格比较昂贵，且再生时容易产生一定量的废水，容易产生二次污染。吸附法作为一种简单高效的方法愈来愈引起学者的关注，吸附法能深度处理低浓度重金属废水，处理后的出水水质高、可操作性强、经济有效。但是传统的吸附材料像沸石、石英砂、木质素、壳聚糖等存在选择性差、不易再生、吸附质的吸附受尺寸限制等问题。

静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成射流而形成连续纤维的加工工艺，多采用溶液纺丝，也有少量熔融纺丝，该方法是带电荷的熔体或高分子溶液在电场力的作用下流动发生变形，经熔体冷却或溶剂蒸发而固化，最终得到纤维状物质。静电纺丝是一种简便、快捷、高效的生产纳米至微米级纤维的一种技术，通过该方法制备纳米纤维、纤维毡在医疗、催化剂等方面有着广阔的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有的处理含重金属污水的膜材料孔隙率低，渗透性差，吸附效果差等的缺点。为此，本发明提供了一种负载巯基的聚氨酯纤维膜及其制备方法与应用。本发明所提供的膜材料对于重金属离子吸附效果好，性能稳定，具有广泛的应用前景。

本发明提供了一种负载巯基的聚氨酯纤维膜，所述负载巯基的聚氨酯纤维膜的孔隙率为60～90％。

较佳地，所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜的孔隙率为70～80％，例如70％、76％或80％。

较佳地，所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜的比表面积为550～780m²/g，更佳地，其比表面积为600～760m²/g，例如604m²/g、662m²/g或758m²/g。

较佳地，所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜的通量为3.0～3.5L/min，更佳地，其通量为3.1～3.4L/min，例如为3.1L/min、3.2L/min或3.4L/min。

所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜，其原料包含溶剂、乙二醇二甲醚、巯基化合物和聚氨酯。

所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜，其原料中，所述溶剂为本领域常规，较佳地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜，其原料中，所述巯基化合物为本领域常规，例如3-巯基丙基甲氧基硅烷。

所述的负载巯基的聚氨酯纤维膜，其原料中，所述聚氨酯的重均分子量可为80000～100000，优选为80000、90000或100000。