[发明专利]一种纳米纤维素的制备方法、纳米纤维素及净水膜、净水膜的制备方法

说明书

本发明属于净水材料技术领域，尤其涉及一种纳米纤维素的制备方法、纳米纤维素及净水膜、净水膜的制备方法，所述纳米纤维素制备方法包括以下步骤：原料预处理、制备α纤维素、制备纳米纤维素。所述纳米纤维素由该制备方法制备得到，所述净水膜包括该纳米纤维素，所述净水膜的制备方法包括以下步骤：制备木质素基层、制备聚醚砜超滤层、制备净水膜，其中木质素基层的原料木质素由纳米纤维素的制备方法中分离出的产物。本发明提供的上述制备方法条件温和，无污染排放物，且最终制备的纳米纤维素符合制备净水膜的要求，进一步使提供的净水膜的制备方法所获得的净水膜中纳米纤维素含量高，使用寿命更长，净水效果更好。

技术领域

本发明属于净水材料技术领域，尤其涉及一种纳米纤维素的制备方法、纳米纤维素及净水膜、净水膜的制备方法。

背景技术

膜法水处理技术是解决资源型缺水问题的重要技术，是保证饮用水安全的先进技术，是生活饮用水处理的核心技术，在净水产品中应用广泛。中国膜市场的容量和产值居世界第二位，几年后有可能超越美国，成为世界第一大膜市场。目前，国内反渗透膜有90％是进口产品；而用于制作膜的原材料有50％-70％依赖进口。我们国家膜制品生产企业有300余家，但由于缺乏核心技术，在国际市场几乎没有任何地位。就连海尔\美的\格力等国内知名家电品牌，在宣传自己的净水产品时都会用“精选美国××水过滤膜”。所以，膜产品国产化能从根本上改变国外品牌的市场主导局面。

目前，全球水过滤膜的生产原料都是化工材料，这些水过滤膜在过滤水的同时，也会与水发生化学反应，把原材料中的一些对人体不利化学成分溶解到水里，而这些成分不用科学检测手段，我们日常根本看不到、闻不到。所以，用化工材料制成的水过滤膜如果用在饮用水处理领域，特别是用在饮水处理上，是有一定副作用的，饮用水处理行业期待天然可再生的有机膜材料来颠覆国际上饮用水过滤膜选用化工材料的局面。

水过滤膜属于耗材，需要定期更换，而更换掉的水过滤膜一般会作为生活垃圾被抛弃。由于合成材料和合成纤维造成的庞大而难降解的“白色污染”物已给人类的生存环境带来了危机,而天然纤维膜以其易于降解的优点对环境保护有着积极的意义,所以，利用天然纤维制膜造饮用水过滤膜及产品，必将会成为饮用水处理行业的发展趋势。

天然纤维资源的开发利用有着极其重要的意义。在以往龙须草主要是作为干柴烧掉和造纸的原料，没有更深入地进行开发利用，无形中形成了一种资源的浪费。通过对龙须草的生物学特性和栽培特性的了解，可知龙须草具有适应性广、易栽易管、投资少、效益高、见效快及生态效益显著等不同于一般经济植物的特点，值得在广大丘陵、山区大力开发利用。

目前龙须草中提取纤维素的研究与发明专利为数不少，但是只是局限于提取或制备醋酸纤维素、硝酸纤维素等产品为止，将提取出的天然纤维素用来制备水处理膜的技术尚不成熟。利用秸秆植物提取的天然纤维素制备水处理技术近年来在中国逐步增多，提取出的纤维素以一定比例混合与铸膜液中制备水处理膜，但该种方法存在以下问题。

首先，现有的例如天然纤维素制备净水膜多采用化学方法进行预处理，并用碱法对木质纤维素进行分解，使其分解成木质素、纤维素、半纤维素。例如申请公布号为CN103143269A的发明专利，公开了一种壳聚糖/纤维素复合分离膜及其制备方法，其采用氯化锌水溶液为溶剂直接溶解壳聚糖和纤维素后，经沉浸凝胶法制得壳聚糖/纤维素复合分离膜。又例如申请公布号为 CN102517971A的发明专利采用烧碱法对麦草芦苇的混料制浆；申请公布号为 CN106192514A的发明专利采用NaOH溶液对含木质素、半纤维素和纤维素的生物质进行碱预抽提，将木质素、半纤维素和纤维素高效分离提纯；河北吉藁化纤有限责任公司(公开号CN1936175A)大活性碱法制浆方法采用高碱进行蒸煮水解。其中均都采用碱法对木质纤维素进行分解，使其分解成木质素、纤维素、半纤维素。该类方法虽然操作简单，处理效率高，但是该方法对设备的腐蚀性强，降低设备的使用寿命，使运营成本升高；处理后的废液酸碱含量高，排放时对环境造成严重的污染。