[发明专利]聚苯乙烯-聚多巴氨复合薄膜纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯乙烯‑聚多巴氨复合薄膜纤维的制备方法，包括：将聚苯乙烯溶液和多巴胺溶液搅拌混合，超声，得到混合溶液；将混合溶液进行静电纺丝，得到聚苯乙烯‑多巴氨复合薄膜纤维；将得到的聚苯乙烯‑多巴氨复合薄膜纤维加入pH为8～8.5的0.05～0.08mol/L的三羟甲基氨基甲烷溶液中，密封反应，取出后用蒸馏水洗涤至pH值为中性，干燥，得到聚苯乙烯‑聚多巴氨复合薄膜纤维。本发明采用廉价的聚苯乙烯为原料，通过静电纺丝法制备聚苯乙烯‑聚多巴氨复合薄膜纤维吸附材料，本发明的薄膜纤维具有比表面积大等优点，并对重金属和油品吸附效果好、选择性高；所采用的工艺具有设备简单、能耗低、工艺周期短、易于工业化等特点，具有较大的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种薄膜纤维的制备方法，具体涉及一种聚苯乙烯-聚多巴氨复合薄膜纤维的制备方法。

背景技术

科技是一把双刃剑，20世纪以来科学技术迅猛发展，促进了经济的发展，提高了人民的生活水平，然而，与此同时，人类也付出了惨重的代价。由于工业“三废”机动车尾气的排放、污水灌溉和农药、除草剂、化肥等的使用以及矿业的发展，严重地污染了土壤、水质和大气。其中重金属和油品对环境的污染尤为严重。

重金属离子主要来源有矿冶行业、机械加工、电镀行业、废旧电池垃圾等，这些行业产生的废水很多都被直接排放或简单处理后直接排放到附近的河流、湖泊中。对自然环境和水源都是极大的威胁，严重危害了人类及各类生物的生存。重金属污染对人类生存环境的威胁已经引起各国政府及科学界的广泛关注，重金属废水处理技术得到了快速发展。处理重金属废水的方法多样，大体可以归纳为：膜处理法、离子交换法和吸附法。前两种方法由于处理效果不理想、费用昂贵等原因，在实际应用中受到很大的限制。相对于前两种的诸多弊端，吸附法凭其对低浓度的重金属废水良好的处理效果、费用低廉、废料易处理等特点，成为重金属废水处理研究的热点。

在石油开采、运输、加工和使用过程中，通常会面临由于石油泄漏造成的水体污染问题，不仅是资源的严重浪费，还破坏了人类生活环境，威胁了生态环境平衡。目前处理溢油的方法，主要有物理法、化学法和生物法。在物理法中，采用吸附剂处理是最经济有效的方法。

人们发现直径在亚微米或纳米级的聚合物超细纤维具有独特的性能，比如大的比表面积、超强的力学性能等，在重金属吸附处理和油品吸附处理领域具有广阔的应用前景。静电纺丝技术作为制备聚合物超细纤维的一种简单易行的方法，近年来发展迅速。本发明提供一种通过静电纺丝法制备聚苯乙烯-聚多巴氨复合薄膜纤维的方法，通过聚苯乙烯与聚多巴氨的复合，并通过静电纺丝得到的薄膜纤维具有比表面积大、孔隙小、且孔隙率高等优点，对重金属废水和油品吸附处理方面取得了有益的技术效果，具有较大的实用价值。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种聚苯乙烯-聚多巴氨复合薄膜纤维的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将浓度为12～17wt％的聚苯乙烯溶液和浓度为20～40mg/mL的多巴胺溶液搅拌混合，超声，得到混合溶液；所述聚苯乙烯溶液与多巴胺溶液的体积比为5～20:1；

步骤二、将混合溶液进行静电纺丝，接收板上包覆铝箔，得到聚苯乙烯-多巴氨复合薄膜纤维；

步骤三、将得到的聚苯乙烯-多巴氨复合薄膜纤维加入pH为8～8.5的0.05～0.08mol/L的三羟甲基氨基甲烷溶液中，密封反应，取出后用蒸馏水洗涤至pH值为中性，干燥，得到聚苯乙烯-聚多巴氨复合薄膜纤维。

优选的是，所述聚苯乙烯溶液和多巴胺溶液的溶剂均为N,N-二甲基甲酰胺。

优选的是，所述静电纺丝采用的参数为：环境温度为40～60℃、高压电源的输出电压为10～20kv、接收板与喷丝口之间距离为10～15cm、流速为0.5～2.5mL/h，喷丝口的内径为0.5～1.2mm。