专利名称：一种静电纺丝改性膜吸附材料的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及将聚合物纳米纤维膜表面改性并应用于重金属离子的吸附，改善聚合物纳米纤维薄膜的亲水改性以及增加了重金属离子的吸附量。
背景技术：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种用途十分广泛的热塑性树脂，具有耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦和尺寸稳定性好；电绝缘性能好，无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好，耐弱酸和有机溶剂，但是PET制成的膜材料亲水性不好，对过滤等应用不利。利用静电纺丝技术制备的聚合物纳米纤维膜的纤维直径在几十到几百纳米之间，具有比表面积大、孔隙率高、单位质量轻，并且容易与纳米级化学物质相结合，很适合用作过滤材料。低温等离子体处理技术主要用于材料表面的改性处理和表面清洗处理，可用于聚合物薄膜表面的接枝、活化等。方法操作方便，重复性好。本发明采用低温等离子体处理技术改性PET静电纺丝纤维薄膜，提高亲水性能，扩展其应用范围。同时由于近年来，工业废水，生活污水等的排放使得大量的重金属离子进入水中，这些重金属离子通过食物链而生物富集，对各种生物和人类的健康产生严重的威胁，国家也发布了标准规定了排放水中重金属离子浓度的最高含量，故而水溶液中重金属离子的去除和回收具有十分重大的意义。本发明就是以利用静电纺丝技术与低温等离子体处理技术结合，改善纳米纤维膜的亲水性并将其应用于水溶液中重金属里的吸附。
发明内容
本发明基于静电纺丝技术和低温等离子体处理技术，提供一种PET纳米纤维改性膜的制备方法。制备出的膜能够高效快速的吸附水溶液中的重金属离子。本发明的目的是通过以下途径实现的，第一步，采用静电纺丝技术制备形貌均匀完整的PET纳米纤维薄膜，第二步，采用低温等离子体处理技术，运用发明的气液相结合的等离子体接枝处处理方法，改性PET纳米纤维薄膜。第三步，将改性膜应用于水溶液中重金属离子Cu (II)的吸附。衡量吸附剂吸附性能的一个重要指标就是吸附量，即当吸附达到平衡时单位质量的吸附剂从溶液中吸附的重金属离子的量，其计算公式如下:
权利要求
1.一种静电纺丝改性膜吸附材料的制备方法，其特征在于步骤如下: A:配置PET纺丝液，将PET倒入溶剂中，并搅拌至混合均匀；所述溶剂为三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶剂、或六氟异丙醇和二氯甲烷的混合溶剂，三氟乙酸与二氯甲烷两者体积混合比例1:1-20:1，或六氟异丙醇和二氯甲烷两者体积混合比例1:1-20:1, PET的质量与混合溶剂体积比例为0.1-0.2g/ml ； B:静电纺丝制备纳米纤维膜，将PET纺丝液，放置静电纺丝装置中，制备PET纳米纤维膜；静电纺丝电压为10kv-35kv,纺丝液的推进速度为0.001mm/s-0.0lmm/s,接收距离为5cm_30cm ； C:将B中制备的PET纳米纤维膜先利用低温等离子体处理技术，再采用气相和液相结合的方法进行接枝处理: 步骤C处理具体步骤如下: (1)将PET纳米纤维膜放置到低温等离子体处理仪反应腔内，采用N2低温等离子处理，设置放电时间60-300s，放电功率50-300W，N2进气量在20_100sccm ； (2)将(I)处理后的膜不取出，向反应腔内通丙烯酸汽化单体，设置放电时间为60-300s，放电功率为50-300W，单体的进气量为3L/min ； (3)将(2)处理后的薄膜，放置除氧反应瓶中接枝，反应液为丙烯酸水溶液，丙烯酸水溶液的体积百分比浓度为10-100%，接枝温度为60-80°C，接枝时间为lh-12h ； 或将(2)处理后的薄膜，再用N2低温等离子体处理，设置放电时间为60-300S，放电功率为50-300W，N2进气量在20-100SCCm ;然后将处理完的薄膜放置除氧反应瓶中接枝，反应液为丙烯酸水溶液的体积百分比浓度在10-100%，接枝温度在60-80°C，接枝时间为lh-12h。
2.根据权利要求1所述的一种静电纺丝改性膜吸附材料的制备方法，其特征在于:步骤(3)除氧反应瓶接枝前除氧，排除氧气所用气体为N2。
3.应用权利要求1所述方法制备的材料的应用，其特征在于:该材料在处理含重金属离子Cu (II)水溶液中的应用，水溶液中重金属离子的浓度为20-200ppm。
全文摘要
本发明公开了一种静电纺丝改性膜吸附材料的制备方法及其应用。纳米纤维膜采用静电纺丝仪制备，低温等离子体装置处理，结合起来对静电纺丝纳米纤维膜进行改性，得到静电纺丝改性膜吸附材料。本发明由静电纺丝仪制备出纤维形态均匀的PET纳米纤维膜，通过低温等离子体处理装置，采用气相和液相结合的等离子体处理方法对PET薄膜进行表面改性，得到亲水性能良好的PET纳米纤维薄膜，并将该改性膜应用于重金属离子Cu(Ⅱ)的吸附，本材料能够高效快速的吸附Cu(Ⅱ)。
文档编号D06M10/08GK103161064SQ20131008061
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月13日 优先权日2013年3月13日
发明者付志峰, 李贵合, 董小翠, 曹鼎, 石艳 申请人:北京化工大学