[发明专利]一种负载纳米铁纤维膜的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体的涉及一种负载纳米铁纤维膜的制备方法。

 

背景技术

纳米技术近年来受到广泛的关注。利用纳米材料不同于传统材料的独特性质，如较高的比表面积与活性，可以显著地提高催化效率。各种新的纳米催化剂包括纳米金属，纳米金属氧化物，碳纳米管和纳米线等纳米催化剂应运而生。

其中纳米金属催化剂由于既具有纳米微粒的特性(如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点)，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等，从而表现出独特的电子学、光学和催化性质。

其中纳米铁作为来源丰富，价格低廉的水处理剂，应用为水环境修复材料以除去水中一些污染物，近年来得到了众多学者的看好，并有着广阔的发展前景。由于金属铁具有较强的物理吸附作用、氧化还原共沉淀、絮凝作用，粒径在1nm-100nm范围内的铁粒子可随地下流经的水迁移，并且在水中以胶体粒子的形态保持较长时间，因此能有效去除水或土壤中的一些污染物，包括：卤代烃的去卤还原、有机氯杀虫剂的去除、含氮有机物的修复、染料废水的还原和脱色、无机阴离子的还原以及重金属离子的吸附与还原等。因此纳米铁在水处理领域被寄予希望。

然而一些文献报道了纳米铁在去除水中污染物的过程中也存在一些不足，比如纳米铁粒子比表面积大因而易团聚，表面能量高导致纳米铁粒子易被氧化， 直接暴露在空气中甚至会自燃。解决纳米铁在水环境修复中存在的这些问题成为近 几年研究的方向之一。目前，一些无机矿物材料和有机高分子材料做载体固定纳米铁或负载纳米铁，增强了纳米铁的分散性能，减少了其团聚，提高了纳米铁的修复效率。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备方法简单，制得的负载纳米铁纤维膜分散性好，催化效能高的负载纳米铁纤维膜的制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种负载纳米铁纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1）将一定量的聚乙烯醇固体溶于水中，常温下搅拌30min，升温至60℃，搅拌1h，得到8%聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇溶液中加入戊二醛与盐酸，常温下搅拌均匀，即刻电纺得到交联电纺纤维，所述戊二醛与聚乙烯醇的摩尔比为62-90:1，所述戊二醛与盐酸的摩尔比为90-110:1；

步骤2）将所述交联电纺纤维浸泡在氯化铁固体溶解于水中，常温搅拌30min，加热至60℃搅拌1h，配制成纺丝溶液，其中聚乙烯醇质量分数为7%，氯化铁质量分数为0.5%-0.75%，所述纺丝溶液冷却后，加入戊二醛与盐酸，得到交联纺丝溶液，电纺所述交联纺丝溶液得到复合纤维毡；

步骤3）用无氧蒸馏水在常温下配制成0.1mol/L的硼氢化钠溶液，在保护气氛围里将硼氢化钠溶液滴加到所述复合纤维毡上，漂洗1-2次，用无水乙醇清洗，得到负载纳米铁纤维膜。

优选的，所述戊二醛与聚乙烯醇的摩尔比为62:1，所述戊二醛与盐酸的摩尔比为110:1。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1. 本发明的制备方法简单；

2. 通过本发明的负载纳米铁纤维膜的制备方法制备的负载纳米铁纤维膜具有良好的直线型取向，无粘连，无珠节形成；

3. 通过本发明的负载纳米铁纤维膜的制备方法制备的负载纳米铁纤维膜具有较大的比表面积，孔隙率高，分散性好，催化效能高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

 

具体实施方式

一种负载纳米铁纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1）将一定量的聚乙烯醇固体溶于水中，常温下搅拌30min，升温至60℃，搅拌1h，得到8%聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇溶液中加入戊二醛与盐酸，常温下搅拌均匀，即刻电纺得到交联电纺纤维，所述戊二醛与聚乙烯醇的摩尔比为62-90:1，所述戊二醛与盐酸的摩尔比为90-110:1；

步骤2）将所述交联电纺纤维浸泡在氯化铁固体溶解于水中，常温搅拌30min，加热至60℃搅拌1h，配制成纺丝溶液，其中聚乙烯醇质量分数为7%，氯化铁质量分数为0.5%-0.75%，所述纺丝溶液冷却后，加入戊二醛与盐酸，得到交联纺丝溶液，电纺所述交联纺丝溶液得到复合纤维毡；