径2. 0mm，溶液流速为2.OmLA, 溫度为30°C，空气相对湿度60%，接收距离为30cm，滚筒速度为40r/min。 阳1〇U (3)将上述胺修饰的纤维膜浸泡在去离子水中，在40°C条件下浸泡2地，调节抑至 中性，烘干，制得一种胺修饰的纤维膜状吸附材料。 阳102] 其扫描电镜、红外图谱与固体核磁共振图谱与实施例4相似，纤维膜状吸附材料 过膜的跨膜压差图（河水，COD= 7,巧离子浓度=20mg/L)见图8(a)，制备得到的纤维膜 状吸附材料APAN的结构图（图化、Ic)为： 阳103] 阳104]
[01化]对化21：包和吸附量为107mg/g。动态过膜试验结果如图6(f)，有巧、儀离子干扰时 的动态过膜试验结果如图7(f)(巧儀离子浓度为Immol/L)。 阳106] 实施例7 阳107] -种胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其步骤包括：
[0108] (1)将重量比为1:5的聚丙締腊和N，N-二甲基甲酯胺DMF相溶，在40°C条件下揽 拌溶解化，静电纺丝溶液重量百分比浓度为20%，聚丙締腊的分子量为115,000。
[0109] (2)向上述溶液中加入胺化反应试剂乙二胺、二乙締S胺和催化剂碳酸氨钢、无 水碳酸钢，聚丙締腊与反应试剂的质量比为1:4,聚丙締腊催化剂的质量比为4 :1，在80°C 且20化pm揽拌条件下，进行胺化反应化，冷却后得到静电纺丝液，将液体基质移入静电纺 丝机注射器内，调节喷丝口径、电压、喷丝速率、湿度、接收距离与滚筒速度，进行静电纺丝， 得到胺修饰的纳米纤维膜。静电纺丝工艺参数为：电压15KV，喷口孔径0. 5mm，溶液流速为 0. 3血A，环境溫度为27°C，空气相对湿度30%，接收距离为15cm，滚筒速度为lOr/min。
[0110] (3)将上述胺修饰的纳米纤维膜浸泡在去离子水中，在15°C条件下浸泡12h，调节 抑至中性，烘干，制得一种胺修饰的纤维膜状吸附材料。 阳111] 其扫描电镜、红外图谱与固体核磁共振图谱与实施例1相似，纤维膜状吸附材料 过膜的跨膜压差图（河水，COD= 7,巧离子浓度=20mg/L)见图8(a)，制备得到的纤维膜 状吸附材料APAN的结构图（图la、Ib)为： 阳112]
[0113] 对化21：包和吸附量为94mg/g，动态过膜试验结果如图6(g)，有巧、儀离子干扰时 的动态过膜试验结果如图7(g)(巧儀离子浓度为Immol/L)。
[0114] 实施例8
[0115] 一种胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其步骤包括：
[0116] (1)将重量比为1:5的聚丙締腊和N，N-二甲基甲酯胺DMF相溶，在40°C条件下揽 拌溶解化，静电纺丝溶液重量百分比浓度为20%，聚丙締腊的分子量为120, 000。
[0117] (2)向上述溶液中加入胺化反应试剂四乙締五胺，聚丙締腊与反应试剂的质量比 为1:3,在80°C且20化pm揽拌条件下，进行胺化反应化，冷却后得到静电纺丝液，将液体 基质移入静电纺丝机注射器内，调节喷丝口径、电压、喷丝速率、湿度、接收距离与滚筒速 度，进行静电纺丝，得到胺修饰的纳米纤维膜。静电纺丝工艺参数为：电压15KV，喷口孔径 0. 5mm，溶液流速为0. 5血A，环境溫度为27°C，空气相对湿度20 %，接收距离为15cm，滚筒 速度为20;r/min。
[0118] (3)将上述胺修饰的纳米纤维膜浸泡在去离子水中，在15°C条件下浸泡12h，调节 抑至中性，烘干，制得一种胺修饰的纤维膜状吸附材料。
[0119] 其扫描电镜、红外图谱与固体核磁共振图谱与实施例1相似，纤维膜状吸附材料 过膜的跨膜压差图（河水，COD= 7,巧离子浓度=20mg/L)见图8(a)，制备得到的纤维膜 状吸附材料APAN的结构图（图Id)为： 阳 120]
阳121] 对化21：包和吸附量为108mg/g，动态过膜试验结果如图6化），有巧、儀离子干扰时 的动态过膜试验结果如图7化）（巧儀离子浓度为Immol/L)。
【主权项】
1. 一种胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其步骤包括： (1) 将聚丙烯腈和N，N-二甲基甲酰胺相溶，在30~80°C条件下搅拌溶解5~24h; (2) 向上述溶液中加入胺化反应试剂，在70~150°C的搅拌条件下，进行胺化反应2~ 48h，冷却后得到静电纺丝液；将静电纺丝液移入静电纺丝机注射器内，调节喷丝口径、电 压、喷丝速率、湿度、接收距离与滚筒速度，进行静电纺丝，得到胺修饰的纤维膜状吸附材 料； (3) 将上述胺修饰的纤维膜状吸附材料浸泡在去离子水中，在10~40°C条件下浸泡 4~24h，调节PH至中性，烘干。2. 根据权利要求1所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤（2)中还加入催化剂。3. 根据权利要求1所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤（1)中聚丙烯腈的分子量为85, 000~120, 000。4. 根据权利要求1所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤⑴中聚丙烯腈与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1: (3~9)。5. 根据权利要求2所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤（2)中胺化反应试剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或两种以 上组合，其中聚丙烯腈与胺化反应试剂质量比为1: (3~5)。6. 根据权利要求2所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤（2)中催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、氯化铝中的一种或两种以上组合，其中聚丙烯腈与催 化剂的质量比为（3~5): 1。7. 根据权利要求1所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤⑵中静电纺丝工艺参数为：电压10~20KV，喷口孔径0. 4~2. 0mm，溶液流速为0. 1~ 2.OmL/h，温度为15~30 °C，空气相对湿度30 %~60%，接收距离为10~30cm，滚筒速度 为 5 ~40r/min〇8. 根据权利要求1所述的胺修饰的纤维膜状吸附材料制备方法，其特征在于：所述步 骤（2)中，在70~150°C且200rpm搅拌条件下，进行胺化反应2~48h，冷却后得到静电纺 丝液。9. 一种胺修饰的纤维膜状吸附材料，其特征在于：采用权利要求1-7所述的胺修饰的 纤维膜状吸附材料制备方法制备得到。10. 根据权利要求9所述的一种胺修饰的纤维膜状吸附材料，其特征在于：以聚丙烯腈 和N，N-二甲基甲酰胺为原材料在催化剂的作用下按照权利要求1-7所述的制备方法进行 胺化反应得到，其红外吸收光谱在1550-1650cm1处有特征吸收峰。
【专利摘要】本发明公开了一种胺修饰的纤维膜状吸附材料及其制备方法，属于环境功能材料合成与应用领域。本发明采用聚丙烯腈粉末为基质，通过固相接枝聚合和胺化反应制备液体基质，然后经过静电纺丝制得新型纤维膜状吸附材料。该合成方法简单、胺化效率高，且可以节约大量溶胀剂与胺化试剂，所制备的膜状吸附材料具有高亲水性表面，能够应用于平板膜滤组件中，当水通过纤维膜时，表面基团可高效的吸附去除水中多种重金属离子，且吸附饱和后的纤维膜经过脱附再生后可重复使用。
【IPC分类】B01J20/30, B01J20/26, B01J20/28
【公开号】CN105195110
【申请号】CN201510674326
【发明人】王津南, 王达道, 吴燕
【申请人】南京大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月16日