[发明专利]功能化柔性无机多孔纤维膜、制备方法及其在同时去除水中油污及重金属离子方面的应用

摘要

本发明涉及一种功能化柔性无机多孔纤维膜的制备方法及其在同时去除水中油污及重金属离子方面的应用，属于功能材料技术领域。本发明使用具有等级孔结构及很高比表面积的氧化硅、氧化钛复合多孔纤维膜作为基底，通过化学表面接枝方法在所述基底纤维膜的内、外表面接枝多种功能基团。功能化柔性无机多孔纤维膜具有水下超疏油的性质，当用水预浸润后，纤维膜可以允许水透过，并阻挡与水不混溶的油类，从而实现油水分离。同时表面修饰的有机功能基团可以吸附除去水中的多种重金属离子。上述功能的结合使该功能化柔性无机多孔纤维膜可以同时除去水中油污及重金属离子，且具有良好的重复利用性。

主权项

一种功能化柔性无机多孔纤维膜的制备方法，其步骤如下：(1)柔性无机多孔纤维膜的制备：将聚合物溶于溶剂中，然后依次加入无机酸、钛盐及表面活性剂得到溶液A，聚合物占溶液A质量的2％～8％，钛盐占溶液A质量的2％～9.5％，表面活性剂占溶液A质量的15％～25％，无机酸占溶液A质量的0.5％～3％；将硅源缓慢加入溶液A中，在强力搅拌下水解一定时间，得到均匀稳定的溶胶纺丝液，加入的硅源与溶液A的质量比为1：2～4，搅拌速度为600～1000rmp/min，水解时间为0.2～18小时；将上述溶液进行静电纺丝得到无机‑有机复合纤维膜，纺丝液流速为0.1～5mL/h；该无机‑有机复合纤维膜经干燥、老化、煅烧过程后得到所述柔性无机多孔纤维膜，干燥温度为15～30℃，干燥时间为8～15小时；老化温度为90～130℃，老化时间为10～24小时；煅烧温度为400～750℃，升温速率为0.5～5℃/min，煅烧时间为2～4小时；(2)柔性无机多孔纤维膜的功能化：1)气相反应法：将步骤(1)中制备的柔性无机多孔纤维膜和0.1～2mL硅烷偶联剂置于密闭干燥的容器中，调节容器内压力为0.1～0.5bar，温度为100～150℃，并保持5～120分钟，实现对基底的化学修饰，从而得到功能化柔性无机多孔纤维膜；2)液相反应法：将硅烷偶联剂滴入无水溶剂中，浓度为0.2～0.8wt％，然后将步骤(1)中制备的柔性无机多孔纤维膜浸没到上述溶液中，在20～110℃条件下保持12～24小时，实现对基底表面的化学修饰，从而得到功能化柔性无机多孔纤维膜。