本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种重金属离子吸附膜及其制备方法
背景技术：
近年来随着我国经济的快速发展，矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业中的许多生产过程中都产生重金属废水。由于各大工矿企业的不合格排放，造成了严重的重金属离子污染。水体重金属污染对生态和人类健康危害极大，主要包括汞、铅、铬、砷等生物毒性显著的金属，还包括具有一定毒性的锌、铜、钴、镍等。重金属主要通过食物链进入人体可严重危害人类的健康，日本曾因镉和汞中毒而出现骨痛病和水俣病。不同种类的重金属在水中存在形态各异，水质不同，故处理方法也不同，目前，用于除去重金属的有效分离工艺有沉淀、离子交换、电化学处理、膜技术、蒸发凝固等，但这些技术的应用受工艺和经济的限制。吸附法具有高效、节能、可循环、利用、环保等特点。
细菌纤维素是一种新型材料，具有高结晶度，高纯度，高聚合度，高弹性模量和抗张强度，良好的性状维持能力，良好的生物相容性和生物可降解性，而且其持水量高，因此细菌纤维素被应用于各个行业。细菌纤维素的三维纳米结构，使其拥有较大的承载能力和比表面积，并且分子间较复杂的化学键使其易于发生交联反应。
壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-b-d葡萄糖，这种天然高分子由于其具有生物相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注。在废水处理中，可用作高分子絮凝剂而有效地捕集重金属离子及处理食品加工厂废水。
本发明利用阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，使细菌纤维素膜和壳聚糖发生交联反应生成壳聚糖-细菌纤维素复合材料，此材料保持了二者的优良性能，能够有效去除水中的重金属离子，而且能够回收利用，大大降低了生产成本。
技术实现要素：
本发明设计提供一种重金属离子吸附膜及其制备方法，该方法对水中重金属离子具有良好的吸附作用，而且可回收利用，大大降低了生产成本，在污水处理领域具有良好的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种重金属离子吸附膜及其制备方法，包括以下步骤：
(1)配制木醋杆菌培养基，接种活化过的菌种，放入30℃恒温培养箱中静置培养6d，然后取出纤维素膜，用水冲洗，然后将纤维素膜投入锅中煮沸10-15分钟，重复操作，直至ph接近中性。
(2)将(1)中纤维素膜浸泡于蒸馏水中，加热至60℃，逐滴加入阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，反应12h。
(3)将壳聚糖溶于乙酸溶液。
(4)将(2)中阳离子化纤维素膜放入壳聚糖乙酸溶液中浸泡2-4h，得到壳聚糖-细菌纤维素复合材料。
优选的，本发明选择壳聚糖和细菌纤维素进行复合，二者对重金属都具有一定的去除作用，而且二者之间易于形成稳定的氢键。，能够稳固的结合。
附图说明
图1是壳聚糖-细菌纤维素复合材料吸附银离子的sem图
本发明的有益效果：
(1)本发明提供了一种重金属离子吸附膜及其制备方法，制备的壳聚糖-细菌纤维素能够有效的去除重金属离子。
(2)细菌纤维素可塑性强，可设计成不同的形状。
(3)壳聚糖-细菌纤维素复合材料可重复利用，大大降低了生产成本。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种重金属离子吸附膜及其制备方法，包括以下步骤：
(1)配制木醋杆菌培养基(g/l)：葡萄糖10，蛋白胨10，酵母粉7.5，na2hpo410，ph6.0，巴氏灭菌。
(2)先活化木葡糖酸醋杆菌，然后按照体积比3％的接种量把种子液接种到培养基中，放入30℃恒温培养箱中静置培养6d，然后取出纤维素膜，用水冲洗，然后将纤维素膜投入锅中煮沸15min，重复操作，直至ph接近中性，得到纯化的细菌纤维素膜。
(3)将培养六天得到的细菌纤维素膜置于蒸馏水中，在60℃下，分别将0.01mol、0.02mol的阳离子醚化剂逐滴加入到蒸馏水中，然后反应12h。
(4)将壳聚糖溶于乙酸溶液，配置成浓度5％，10％的壳聚糖乙酸溶液。
(5)将(3)中得到的细菌纤维素膜放入壳聚糖乙酸溶液中，在60℃下交联反应2h，得到壳聚糖-细菌纤维素复合材料。
(6)将制得的壳聚糖-细菌纤维素复合材料置于硝酸银溶液中，浸泡4h，取出冷冻干燥24h，进行sem观测，验证其对重金属离子吸附性能。
(7)将浸泡过硝酸银溶液的壳聚糖-细菌纤维素复合材料，置于蒸馏水中，进行超声清洗(经常换水)，以除去重金属离子，回收利用。
实施例1
(1)配制木醋杆菌培养基(g/l)：葡萄糖10，蛋白胨10，酵母粉7.5，na2hpo410，ph6.0，巴氏灭菌。
(2)先活化木葡糖酸醋杆菌，然后按照体积比3％的接种量把种子液接种到培养基中，放入30℃恒温培养箱中静置培养6d，然后取出纤维素膜，用水冲洗，然后将纤维素膜投入锅中煮沸15min，重复操作，直至ph接近中性，得到纯化的细菌纤维素膜。
(3)将培养六天得到的细菌纤维素膜置于蒸馏水中，在60℃下，分别将0.01mol的阳离子醚化剂逐滴加入到蒸馏水中，然后反应12h。
(4)将壳聚糖溶于乙酸溶液，配置成浓度5％的壳聚糖乙酸溶液。
(5)将(3)中得到的细菌纤维素膜放入壳聚糖乙酸溶液中，在60℃下交联反应2h，得到壳聚糖-细菌纤维素复合材料。
(6)将制得的壳聚糖-细菌纤维素复合材料置于硝酸银溶液中，浸泡4h，取出冷冻干燥24h，进行sem观测，验证其对重金属离子吸附性能。
(7)将浸泡过硝酸银溶液的壳聚糖-细菌纤维素复合材料，置于蒸馏水中，进行超声清洗(经常换水)，以除去重金属离子，回收利用。
实施例2
(1)配制木醋杆菌培养基(g/l)：葡萄糖10，蛋白胨10，酵母粉7.5，na2hpo410，ph6.0，巴氏灭菌。
(2)先活化木葡糖酸醋杆菌，然后按照体积比3％的接种量把种子液接种到培养基中，放入30℃恒温培养箱中静置培养6d，然后取出纤维素膜，用水冲洗，然后将纤维素膜投入锅中煮沸15min，重复操作，直至ph接近中性，得到纯化的细菌纤维素膜。
(3)将培养六天得到的细菌纤维素膜置于蒸馏水中，在60℃下，分别将0.01mol的阳离子醚化剂逐滴加入到蒸馏水中，然后反应12h。
(4)将壳聚糖溶于乙酸溶液，配置成浓度10％的壳聚糖乙酸溶液。
(5)将(3)中得到的细菌纤维素膜放入壳聚糖乙酸溶液中，在60℃下交联反应2h，得到壳聚糖-细菌纤维素复合材料。
(6)将制得的壳聚糖-细菌纤维素复合材料置于硝酸银溶液中，浸泡4h，取出冷冻干燥24h，进行sem观测，验证其对重金属离子吸附性能。
(7)将浸泡过硝酸银溶液的壳聚糖-细菌纤维素复合材料，置于蒸馏水中，进行超声清洗(经常换水)，以除去重金属离子，回收利用。
实施例3
(1)配制木醋杆菌培养基(g/l)：葡萄糖10，蛋白胨10，酵母粉7.5，na2hpo410，ph6.0，巴氏灭菌。
(2)先活化木葡糖酸醋杆菌，然后按照体积比3％的接种量把种子液接种到培养基中，放入30℃恒温培养箱中静置培养6d，然后取出纤维素膜，用水冲洗，然后将纤维素膜投入锅中煮沸15min，重复操作，直至ph接近中性，得到纯化的细菌纤维素膜。
(3)将培养六天得到的细菌纤维素膜置于蒸馏水中，在60℃下，分别将0.02mol的阳离子醚化剂逐滴加入到蒸馏水中，然后反应12h。
(4)将壳聚糖溶于乙酸溶液，配置成浓度5％的壳聚糖乙酸溶液。
(5)将(3)中得到的细菌纤维素膜放入壳聚糖乙酸溶液中，在60℃下交联反应2h，得到壳聚糖-细菌纤维素复合材料。
(6)将制得的壳聚糖-细菌纤维素复合材料置于硝酸银溶液中，浸泡4h，取出冷冻干燥24h，进行sem观测，验证其对重金属离子吸附性能。
(7)将浸泡过硝酸银溶液的壳聚糖-细菌纤维素复合材料，置于蒸馏水中，进行超声清洗(经常换水)，以除去重金属离子，回收利用。
实施例4
(1)配制木醋杆菌培养基(g/l)：葡萄糖10，蛋白胨10，酵母粉7.5，na2hpo410，ph6.0，巴氏灭菌。
(2)先活化木葡糖酸醋杆菌，然后按照体积比3％的接种量把种子液接种到培养基中，放入30℃恒温培养箱中静置培养6d，然后取出纤维素膜，用水冲洗，然后将纤维素膜投入锅中煮沸15min，重复操作，直至ph接近中性，得到纯化的细菌纤维素膜。
(3)将培养六天得到的细菌纤维素膜置于蒸馏水中，在60℃下，分别将0.02mol的阳离子醚化剂逐滴加入到蒸馏水中，然后反应12h。
(4)将壳聚糖溶于乙酸溶液，配置成浓度10％的壳聚糖乙酸溶液。
(5)将(3)中得到的细菌纤维素膜放入壳聚糖乙酸溶液中，在60℃下交联反应2h，得到壳聚糖-细菌纤维素复合材料。
(6)将制得的壳聚糖-细菌纤维素复合材料置于硝酸银溶液中，浸泡4h，取出冷冻干燥24h，进行sem观测，验证其对重金属离子吸附性能。
(7)将浸泡过硝酸银溶液的壳聚糖-细菌纤维素复合材料，置于蒸馏水中，进行超声清洗(经常换水)，以除去重金属离子，回收利用。