[发明专利]一种吸附染料刚果红的静电纺丝膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种吸附染料刚果红的静电纺丝膜的制备方法及其应用，通过静电纺丝的纤维固定Bpy‑Cu，得到Bpy‑Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜，能有效防止Bpy‑Cu在水中因聚集引起的不稳定，使之在静电纺丝纤维上均匀分布。本发明制备的吸附剂具有较好的稳定性和良好的可回收性，可用于污水中刚果红染料的吸附。本发明所涉及的方法简单，有较好的吸附性能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于膜材料技术领域，具体涉及一种静电纺丝纤维膜的制备，并将其应用于废水中刚果红染料的吸附。

背景技术

随着工业的迅速崛起，工业产生的含染料废水随之增多，染料废水作为主要的环境污染物亟需得到有效处理。传统的去除染料的方法有生物法、化学法和物理法。生物法和化学法存在价格昂贵、产生二次污染等缺点。物理法因其经济、高效、环境友好、可再生等优点而被广泛应用。吸附法作为物理法的一种，由于其效率高、成本低、在染料废水处理中的适用性简单实用，被认为具有广阔的应用前景。

金属有机骨架材料(MOFs)是一种由金属离子和有机配体组成的新型多孔材料，其优点在于比表面积大，结构多样，不饱和活性位点多等，所以在吸附染料方面得到了广泛应用。但MOFs材料在水中容易聚集结块，会影响其在实际中的应用。静电纺丝是一种生产亚微米或纳米级聚合物纤维的有效方法，所制备的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、制备简便等特点。将MOFs与静电纺丝技术相结合，可以有效解决MOFs材料上述缺点，且在吸附染料领域有较好的前景。

发明内容

Bpy-Cu作为一种以Cu2+为金属中心的MOFs材料，有较多的活性位点。为了解决上述问题，本研究通过将静电纺丝技术和Bpy-Cu结合，得到Bpy-Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜，并将其应用于废水中刚果红的吸附，所制备的材料对刚果红有较好的吸附效果。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明的第一个方面，提供了一种可吸附染料的Bpy-Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜制备方法，如下步骤：

将Bpy-Cu固体粉末溶于有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，并超声得到悬浮液；

在上述悬浮液中加入聚丙烯腈，常温搅拌过夜，得到均匀的混合液；

将上述混合液进行电纺，得到Bpy-Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜。

进一步地，聚丙烯腈的质量浓度为10％，Bpy-Cu的质量浓度为聚丙烯腈的30％。

进一步地，所述的静电纺丝参数设置为：电压13.5kV，输送速度0.95mL/h，注射器针头到接收器铝箔的距离15cm，湿度维持在20-30％，所有操作均在室温下进行。

本发明的第二个方面，提供了上述的Bpy-Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜在吸附染料中的应用，如下步骤：

将吸附剂放置于染料中，进行吸附，在摇床上进行实验，通过仪器读取紫外吸收值，计算其吸附效果。

本发明中的将电纺丝膜对刚果红染料具有一定吸附作用，有望在染料污水中进行广泛的应用。

进一步地，摇床转速为100rpm。

进一步地，吸附条件为室温，反应时间120min。

本发明的第三个方面，提供了Bpy-Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜的回收方法，如下步骤：用乙醇浸泡吸附剂过夜，用乙醇洗涤至吸附剂洗涤完全，放于烘箱干燥后待用。

本发明的有益效果在于：

采用直接电纺法电纺出Bpy-Cu/聚丙烯腈静电纺丝膜，能有效防止Bpy-Cu在水中因聚集引起的不稳定，该材料对刚果红有良好的吸附性能。本发明具有制备过程简单、可重复利用等优点，在工业废水中去除刚果红有一定的应用前景。

附图说明