[发明专利]一种纤维素复合膜的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种纤维素复合膜的制备方法及其应用，所述方法包括：(1)将固体碱、尿素、表面活性剂溶于水中得到混合液，将所述混合液冷却至零下4℃‑零下80℃，在冷却后的混合液中加入纤维素和纳米碳材料并搅拌至完全溶解，得到含有碳材料的纤维素溶液；将所述纤维素溶液平铺在玻璃片上，并浸入到酸液中，使其凝固得到膜状物；其中，1L混合液中加入50‑1000g纤维素和0.25‑2.5mg纳米碳材料；(2)将所述膜状物清洗后浸入到包含Fe²⁺,Zn²⁺,Mn²⁺,Co²⁺金属离子的混合溶液中；(3)将经步骤(2)处理后的所述膜状物浸入到碱性溶液中，之后取出所述膜状物清洗后干燥，得到纤维素复合膜。本发明制备得到了对藻毒素具备磁性分离富集和降解清除功能的复合膜材料。

技术领域

本发明属于催化降解技术领域，尤其涉及一种纤维素复合膜的制备方法及其应用。

背景技术

随着蓝藻水华在世界范围的淡水和咸水水体中的频繁发生,水华污染带来的水质安全问题和食品安全问题已成为全球性关注的卫生问题。微囊藻毒素是由淡水蓝藻产生的一种水溶性肝毒素和神经毒素,至今已从不同藻株中分离、鉴定了近80种单体结构。动物实验证明,微囊藻毒素能够抑制丝氨酸和苏氨酸蛋白磷酸酶和的活性,在低浓度时对肝脏就有专有肝毒性和癌诱发活性。微囊藻毒素能通过胎盘屏障影响小鼠胎儿发育,造成胎鼠肝受损,而且可能影响儿童肝功能,微囊藻毒素与肝炎病毒和黄曲霉毒素协同作用则可引起肝癌。微囊藻毒素能通过多种途径进入人体,其中通过饮用水、水产品、蓝藻食品补充剂的暴露可能引起的患病风险已成为食品安全的重要课题。目前，用于降解水体中微囊藻毒素的方法主要有膜过滤，活性炭吸附，紫外照射，超声波作用，氧化还原，菌株降解等物理、化学、生物治理措施。但他们依然存在诸多缺陷，如条件苛刻，有副作用，降解效率低，难以回收利用甚至造成二次污染。因此，寻找一种简单、具有应用前景的藻毒素降解材料及方法有着十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的之一在于提供一种纤维素复合膜的制备方法，制备得到了对藻毒素具备分离富集和降解清除功能的复合膜材料。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种纤维素复合膜的制备方法，所述方法包括：

(1)将固体碱、尿素、表面活性剂溶于水中得到混合液，所述固体碱：尿素：表面活性剂的质量份数比为3-20:4-30:2-20，将所述混合液冷却至零下4℃-零下80℃，在冷却后的混合液中加入纤维素和纳米碳材料并搅拌至完全溶解，得到含有碳材料的纤维素溶液；将所述纤维素溶液平铺在玻璃片上，并浸入到酸液中，使其凝固得到膜状物；其中，1L混合液中加入50-1000g纤维素和0.25-2.5mg纳米碳材料；

(2)将所述膜状物清洗后浸入到包含Fe²⁺,Zn²⁺,Mn²⁺,Co²⁺金属离子的混合溶液中；

(3)将经步骤(2)处理后的所述膜状物浸入到碱性溶液中，之后取出所述膜状物清洗后干燥，得到纤维素复合膜。

作为进一步的优选，步骤(1)中，所述固体碱选自氢氧化钠及氢氧化钾，所述表面活性剂选自十六烷基磺酸钠、吐温-80及司通-80。

作为进一步的优选，步骤(1)中，将所述混合液冷却至零下10℃-零下40℃

作为进一步的优选，步骤(1)中，1L所述混合液中加入100-500g纤维素和0.5-1.5mg纳米碳材料。

作为进一步的优选，步骤(1)中，所述纳米碳材料选自石墨烯、炭化氮及活性炭。

作为进一步的优选，步骤(1)中，所述酸液选自硫酸、盐酸及硝酸，所述酸液的质量百分比为2-20w％；步骤(3)中，所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液及氨水，所述碱性溶液的浓度为0.1-10mol/L。