[发明专利]一种儿茶素-CuⅡ/聚乙烯吡咯烷酮复合纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种儿茶素-Cu^Ⅱ/聚乙烯吡咯烷酮复合纤维制备方法，属于儿茶素改性纳米纤维材料制备领域。 

背景技术

儿茶素主要含EGC、EGCG、ECG等多种单体，它是从绿茶中提取的一种天然高分子成分，近年来大量科学研究表明，儿茶素具有多种功效，特别是在抗菌和抗氧化方面均具有十分重要的作用。但由于儿茶素有不稳定，易氧化变性，水溶性差，体内代谢时间不理想等缺点，限制其在各个领域的应用和发展。近年来有学者发现金属粒子易与儿茶素中的单体发生络合作用，可以对儿茶素起到一定的保护作用，防止其被氧化，例如儿茶素单体EGCG与二价Cu离子可发生络合反应生成EGCG-Cu^Ⅱ。鉴于此，本发明利用Cu^Ⅱ与儿茶素结合形成儿茶素-Cu^Ⅱ溶液，以防止儿茶素被氧化。 

聚乙烯吡咯烷酮（PVP），是一种绿色高分子化合物，具有良好的稳定性和相容性，PVP作为优质的基质材料已与许多材料复合制备成纳米纤维。在本发明中，PVP作为基质材料和保护剂，使得儿茶素-Cu^Ⅱ能够很好的分散于聚合物中，而不发生团聚，最后得到稳定的儿茶素-Cu^Ⅱ/PVP复合纳米纤维材料。以PVP作为基质材料进行纤维的制备还很少报道。同时，利用PVP纳米纤维与金属粒子的配位反应，可以实现PVP在稀有金属粒子的富集、分离、贵重金属回收以及工业废水中的金属离子的去除等方面的应用。 

纳米材料有各种制备方法，包括模板法，电弧放电法，激光烧灼法，溶胶凝胶法和静电纺丝法。在这些方法中，静电纺丝法由于其成本低、设备简单、产物纯度高等优势，已被证明是一种灵活而有效的制备纳米纤维的技术。静电纺纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、吸附性强等优点，本发明方法选用电纺PVP纳米纤维作为配位基体，与儿茶素-Cu^Ⅱ发生配位反应，制备新型的儿茶素-Cu^Ⅱ/聚乙烯吡咯烷酮复合纤维。 

通过纳米技术，将儿茶素-Cu^Ⅱ与聚合物PVP结合起来，制备复合纤维，可以克服儿茶素不稳定，易氧化的弊端，扩展了儿茶素的应用范围，同时有益于Cu粒子的回收及工业废水中的金属离子的去除。 

发明内容

本发明的目的是提供了一种儿茶素-Cu^Ⅱ/聚乙烯吡咯烷酮复合纤维的制备方法，该方法操作简单，省时，原材料简单易得，具有做后续相关实验分析的潜力。 

一种儿茶素-Cu^Ⅱ/聚乙烯吡咯烷酮复合纤维及制备方法，包括：在室温下，将表面活性剂 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于乙醇溶剂中，用磁力搅拌器搅拌3-5min，使其充分的溶解，无需加热，随后分别将Cu^Ⅱ和儿茶素分散于PVP溶液中，直至用玻璃棒蘸取溶液成拉丝状态即得到纺丝液，而后利用静电纺丝技术收集纳米纤维膜，于80℃左右干燥，即得儿茶素-Cu^Ⅱ/PVP复合纤维。 

所述PVP与乙醇的体积比为优选为1:8-1:10，更优选为1:9。 

所述PVP分子量为1.3×10⁶，质量分数为7～12%。 

所述儿茶素的质量体积为0.023～0.05g/ml，Cu^Ⅱ的质量体积为0.2～0.5g/ml。 

在静电纺丝过程中，使用的注射器体积为10ml，注射器针头为7号或9号，流速为0.1～0.5ml/h^-1，接收版与喷丝口之间的距离为13～15cm，调节电压为15-20kv，环境湿度为30～40%。 

本发明的优点在于： 

本发明采用的原料PVP属高分子化合物，具有纯天然、绿色无毒、安全环保等优点，减少了对环境的污染以及对人体的伤害。 

本发明在一定程度上可以实现PVP在稀有金属粒子的回收以及工业废水中的金属离子的去除等方面的应用。 

本发明制备的复合纤维中含有儿茶素，具有做后续抗菌、抗氧化相关性实验分析的潜力。 

本发明制备的复合纤维具有较好的表面光滑性及韧性，具有广阔的各领域应用前景。 

附图说明

图1 为本发明静电纺丝装置图，1为喷射器，2为前驱体溶液，3为接收装置；4为针头； 

图2 为儿茶素-Cu^Ⅱ/聚乙烯吡咯烷酮复合纤维的扫描电镜图； 

图3为复合纤维红外图谱。 

具体实施方式