[发明专利]具有共价有机骨架的纳米纤维膜的制备方法

说明书

一种具有共价有机骨架的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：①制备NH₂‑Fe₃O₄磁球；②制备Fe₃O₄@COFs磁性材料；③取Fe₃O₄@COFs磁性材料，加入乙酸水溶液和离子液体，得到共价有机骨架材料；④制备具有亲水性的共价有机骨架材料；⑤制备静电纺丝前驱液；⑥将静电纺丝前驱液置于静电纺丝设备的储液罐中，用无纺布作为接收基材，接通电源后开始纺丝，制得纳米纤维膜。聚氨酯静电纺丝过程中加入亲水性的负载Fe₃O₄的共价有机骨架材料和致孔剂可以提高对重金属吸附能力、可重复利用的作用。

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维膜，尤其涉及一种能吸附重金属的纤维膜的制备方法。

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。

目前，针对重金属处理的方法主要有沉淀法、膜分离法、离子交换法、吸附法。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；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；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。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，目前所用的吸附材料像沸石、石英砂、木质素、纤维素等物质。

磁性纳米材料具有比表面积大易功能化，性质稳定等优点。其中，磁性Fe₃O₄纳米颗粒在磁场中可定向移动，可以进一步对其进行分离。因此，关于磁性Fe₃O₄纳米颗粒去除废水中污染物的研究较多。但Fe₃O₄纳米颗粒本身存在易团聚等缺陷，从而影响了复合材料的稳定性，所以对磁性Fe₃O₄纳米颗粒进行改性研究是提高其性能的重要方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能吸附重金属的具有共价有机骨架的纳米纤维膜的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有共价有机骨架的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①取Fe₃O₄于第一容器中，加入异丙醇，超声条件下，依次缓慢加入硅烷化试剂和2-氨基对苯二甲酸，搅拌，反应完成后，去除上清液，将底部的磁球清洗，干燥，后得到NH₂-Fe₃O₄磁球；

②将NH₂-Fe₃O₄磁球加入到由二恶烷和丁醇组成的二元溶剂中，在不断搅拌的条件下，依次加入三醛基间苯三酚和1,4-二氧六环，反应结束后，去除上清液，将得到的产物干燥后得到Fe₃O₄@COFs磁性材料；

③取Fe₃O₄@COFs磁性材料于第二容器中，加入乙酸水溶液和离子液体，不断的搅拌，待反应完成后，将得到的产物清洗，干燥，得到共价有机骨架材料；

④取共价有机材料溶解于装有四(4-氨基苯基)甲烷中，在不断搅拌的条件下加入2,6-二醛基-1,5-二羟基萘，反应完成后，将得到的产物清洗，干燥，得到具有亲水性的共价有机骨架材料；