[发明专利]一种用作重金属锑可视化检测器的荧光纳米纤维膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种用作重金属锑可视化检测器的荧光纳米纤维膜的制备方法，包括：将再生人发角蛋白与聚己内酯PCL溶解于溶剂中制得纺丝液，静电纺丝得到角蛋白/PCL纳米纤维膜；采用溶胶‑凝胶法制得ZnO量子点溶液；通过浸渍‑超声将ZnO量子点处理到纤维膜上制得荧光纳米纤维膜。本发明以再生人发角蛋白为原料，成本低廉，操作简易，该方法获得的重金属锑可视化检测器对重金属锑的灵敏度高，可应用于环境监测等领域。

技术领域

本发明属于重金属检测器与荧光纳米纤维材料技术领域，特别涉及一种用作重金属锑可视化检测器的荧光纳米纤维膜的制备方法。

背景技术

人发资源丰富，且人发生长于人体，蛋白质含量丰富，但每年皆有大量长短不均的人发被当作垃圾处理，因此废弃人发的再利用已引起关注。人发角蛋白，蕴含于人发中的结构蛋白，具有良好的生物活性和力学性能，因此从废弃人发中提取角蛋白并拓展其应用领域，可有效减少废物处理的压力，降低成本，保护环境。

随着纺织业的发展，因锑等重金属造成的水污染也越来越严重。在纺织印染行业中，重金属锑的引入主要来源于涤纶合成过程中含锑催化剂的使用，且用量高达190-300ppm。故而在涤纶织物的碱减量处理及高温高压染色过程中会有大量重金属锑的析出，造成印染废水中锑含量超标。当前，国家对于纺织印染行业废水中锑排放限值的要求愈见严格，GB4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》修改单中明确规定纺织染整工业废水中总锑直接与间接排放限值皆为0.10mg/L。因此，有效、快速地测定水体中的重金属锑，制备出对重金属锑具有高灵敏度的检测器，对印染厂尤为重要。

荧光材料因其简便性和灵敏性，在重金属离子检测方面的应用前景广泛。在荧光材料的研究方面，ZnO量子点一直备受关注。ZnO量子点为纳米级的颗粒，具有明显的尺寸优势，且其荧光性能稳定，为材料的应用提供很大的灵活性。同样具有尺寸效应的纳米纤维，亦是当前研究的热门课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用作重金属锑可视化检测器的荧光纳米纤维膜的制备方法，将ZnO量子点与再生人发角蛋白的纳米纤维结合制得用于可视化检测重金属锑的材料，具有广阔的应用潜力。该方法以再生人发角蛋白为原料，成本低廉，原料丰富，易于实现工业化生产；制得的重金属锑可视化检测器对重金属锑的灵敏度高，检测方法简单直观，应用优势明显。

本发明的一种用作重金属锑可视化检测器的荧光纳米纤维膜的制备方法，包括：

(1)将再生人发角蛋白溶解于溶剂中，加入聚己内酯PCL，搅拌混合均匀，得到纺丝液，然后静电纺丝得到角蛋白/PCL纳米纤维膜；其中角蛋白与PCL质量比为10：90～40：60，纺丝液中PCL的浓度为10～20％；

(2)将锌源加入溶剂中，加热回流溶解，然后冷却至室温；将碱剂加入溶剂中，超声溶解，然后逐滴加入到剧烈搅拌的锌源溶液中，室温反应，得到氧化锌量子点溶液；其中锌源、碱剂的摩尔比为0.5～8mmol：0.5～8mmol；

(3)将步骤(1)得到的角蛋白/PCL纳米纤维膜浸入步骤(2)得到的氧化锌量子点溶液中，超声处理，然后取出，清洗，干燥，得到荧光纳米纤维膜；其中氧化锌量子点溶液的浓度为0.05～1M。

所述步骤(1)中的溶剂为甲酸溶液。

所述步骤(1)中的搅拌为磁力搅拌。

所述步骤(1)中静电纺丝的工艺参数为：正压为15～25kV，负压为-2kV，针头到滚筒的接收距离为17～25cm，流速为0.1～0.4mL/h，温度为(25±5)℃，湿度为(60±5)％。

所述步骤(2)中的锌源为二水乙酸锌。

所述步骤(2)中的碱剂为一水氢氧化锂。

所述步骤(2)中的溶剂为无水乙醇。