[发明专利]一种多孔吸附膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维过滤材料领域，特别涉及一种多孔吸附膜及其制备方法。

背景技术

纤维过滤材料是目前世界上应用最广泛的空气过滤材料，其中聚合物纳米纤维材料作为过滤材料使用已经有十多年的历史。利用纳米纤维的特性制作吸附材料和过滤材料以及功能性材料应用于亚微米微粒的过滤等方面，能有效地用于空气净化、废水处理等。其中，静电纺丝纳米纤维材料具有形成的纤维毡重量轻、渗透性好、比表面积大、孔隙率高、内部空隙的连通性好、容易与纳米级的化学物质或功能性物质相结合等优点，使其过滤效率较之常规过滤材料大大提高。

目前已有的研究报道了对PLGA/PGA静电吸附膜、纯PET静电吸附膜的研究，但是尚未有研究PAA/PAH/丝胶（或丝素）静电多孔吸附膜的相关报道。

发明内容

本发明提供一种多孔吸附膜及其制备方法，以解决现有技术中的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种多孔吸附膜，是由聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯氯化铵（PAH）、丝素和/或丝胶进行静电纺丝得到的，其中所述的聚丙烯酸与聚丙烯氯化铵的摩尔比为2~4:1，所述的丝素和/或丝胶为聚丙烯酸、聚丙烯氯化铵总质量的1%~2%。其中聚丙烯酸的摩尔数以粘均分子量计算，聚丙烯氯化铵的摩尔数以重均分子量计算。

一种上述的多孔吸附膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将聚丙烯酸、丝胶和/或丝素分别溶于二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，并将聚丙烯氯化铵用氯金酸浸渍后溶解在DMF溶液中，其中聚丙烯酸与聚丙烯氯化铵的摩尔比为2~4:1，丝素和/或丝胶为聚丙烯酸、聚丙烯氯化铵总质量的1%~2%；其中，丝胶和丝素的混合物可以任意比混合；优选地，将聚丙烯氯化铵采用10%（质量百分数）的氯金酸浸渍，然后溶解在DMF溶液中；其中聚丙烯酸的摩尔数以粘均分子量计算，聚丙烯氯化铵的摩尔数以重均分子量计算；

（2）将上述聚丙烯酸的DMF溶液、丝胶和/或丝素的DMF溶液，以及经氯金酸浸渍的聚丙烯氯化铵的DMF溶液共混，充分搅拌配制成浓度为5%~10%的静电纺丝混合溶液，其中，静电纺丝混合溶液的浓度是指其中所有溶质质量之和；

（3）将上述静电纺丝混合溶液进行静电纺丝，高压静电调节范围为5~25kV，注射泵流速为0.06mL/h~0.24mL/h，接受距离为5~15cm，得到多孔纤维膜，得到的多孔纤维膜中纺丝纤维的直径为70~180nm；静电纺丝的方法可以为：将所述静电纺丝混合溶液加入到注射器中，并将注射器固定在注射泵上，距针头一定距离处放置竖直接地的铝箔以接受多孔纤维膜；

（4）将得到的多孔纤维膜溶解于碳酸钠（Na₂CO₃）溶液中，将丝胶和/或丝素溶解掉，得到孔隙更多的纤维膜，即为多孔吸附膜。优选Na₂CO₃溶液的浓度为0.05mol/l~0.15mol/l。

一种上述的多孔吸附膜在废水处理领域的应用，在所述多孔吸附膜中填入絮凝剂。

一种上述的多孔吸附膜在功能材料领域的应用，在所述多孔吸附膜中填入功能粒子。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一．本发明采用三种物质进行静电纺丝，得到的吸附膜中形成了均匀的多孔隙结构，再经过Na₂CO₃溶解，孔隙增加，更加提高了得到的多孔吸附膜的吸附过滤性能；

第二．本发明所采用的多孔吸附膜的原料具有溶解性与成膜性好的优点，在其中加入抗菌剂可使得到的多孔吸附膜具有抗菌性能优良的优点；

第三．在本发明的多孔吸附膜中填入絮凝剂将对废水处理起很大作用，若填入功能性粒子，将赋予该膜具有特殊的功能；

第四．本发明的原料可以采用丝胶，丝胶是制丝的副产物，从而可以废物利用；

第五．本发明制备方法过程简单，容易操作。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例多孔吸附膜的制备流程示意图；

图2为本发明实施例1的多孔吸附膜的SEM图。

具体实施方式

本发明的多孔吸附膜的制备方法和流程参见图1。以下将通过具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

采用如下方法制备多孔吸附膜：