[发明专利]一种双纳米功能核心负载的砷去除纳米纤维膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双纳米功能核心负载的砷去除纳米纤维膜及其制备方法，属于污水处理技术领域。该制备方法包括以下步骤：首先将PAN溶于DMF和丙酮的混合溶剂中得到PAN溶液，然后将La(NO₃)₃·6H₂O加入PAN溶液中得到静电纺丝溶液；将得到的静电纺丝溶液通过静电纺丝设备进行静电纺丝得到电纺膜；然后将电纺膜置于盐酸多巴胺溶液中，恒温振荡，取出电纺膜后清洗干燥；最后将得到的电纺膜置于KMnO₄溶液中，恒温振荡，取出电纺膜后经清洗干燥后即得目标产物。本发明制备方法简单，制备得到的纳米纤维膜可以有效去除水体中不同价态的砷离子。

技术领域

本发明涉及一种砷去除纳米纤维膜及其制备方法，具体涉及一种双纳米功能核心负载的砷去除纳米纤维膜及其制备方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，砷的排放日趋严重，越来越多的河流和湖泊收到砷污染，引起水生生态系统恶化和饮用水水质安全，给人类健康带来极大的威胁。因此，高效去除水体砷迫在眉睫。

砷在水体中主要以三价砷和五价砷两种形式存在，其中，三价砷的毒性是五价砷的60倍，且三价砷不容易形成稳定的化合物，相比五价砷更难以被吸附。目前国内外去除水中砷的方法主要包括：混凝沉淀法、膜分离法、吸附法、离子交换法、氧化法、生物方法、光化学技术等。其中，吸附法是一种较为成熟且简单易行的水处理技术，但传统吸附材料吸附容量及吸附效率低，其对水体中砷的去除效果较差，尤其是对三价砷的去除效果很差，其很难将水体中的三价砷和五价砷降低到可接受的水平。现有其他改性或合成吸附材料由于自身形态及功能的限制，如粉末状无法均匀分散且易流失、吸附容量低、吸附选择性差、结构强度不足及析出毒性等，其在含砷水体处理及应用上均具有一定的局限性。因此，开发一种新型高效的除砷新材料具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种双纳米功能核心负载的砷去除纳米纤维膜及其制备方法，该制备方法简单，制备得到的纳米纤维膜可以有效去除水体中不同价态的砷离子。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种双纳米功能核心负载的砷去除纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将PAN溶于DMF和丙酮的混合溶剂中得到PAN溶液，然后将La(NO₃)₃·6H₂O加入PAN溶液中得到静电纺丝溶液；

(2)将步骤(1)得到的静电纺丝溶液通过静电纺丝设备进行静电纺丝得到电纺膜；

(3)将步骤(2)得到的电纺膜置于盐酸多巴胺溶液中，恒温振荡，取出电纺膜后清洗干燥；

(4)将步骤(3)得到的电纺膜置于KMnO₄溶液中，恒温振荡，取出电纺膜后经清洗干燥后得目标产物。

优选地，所述的静电纺丝溶液中PAN与La元素的质量比为(15～8):1，静电纺丝溶液中PAN的质量分数为10～6wt％。

优选地，步骤(1)中所述的混合溶剂中DMF和丙酮的体积比为(2～4):1。

优选地，步骤(3)中所述的盐酸多巴胺溶液采用将多巴胺溶解在pH＝8.5的Tris盐酸缓冲液中制得，其中，盐酸多巴胺溶液中多巴胺的浓度为1～3g/L。

优选地，步骤(4)中所述的KMnO₄溶液浓度为0.005～0.05mol/L。

优选地，步骤(2)所述的静电纺丝的参数为：纺丝电压为15～30kv，接收距离为15～30cm。

优选地，步骤(3)中恒温振荡的参数为：振荡温度为20～40℃，振荡时间为6～18h，振荡速度为110～150rpm。