[发明专利]一种基于壳聚糖/聚乳酸/Fe3O4制得的超细纤维吸附材料以及制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于壳聚糖/聚乳酸/Fe₃O₄制得的超细纤维吸附材料以及制备方法和应用，该材料的制备方法为：将聚乳酸溶解于有机溶剂A中配置聚乳酸溶液，将壳聚糖溶解于有机溶剂B中配置壳聚糖溶液，然后将聚乳酸溶液滴加至壳聚糖溶液中，边加入边搅拌，混合均匀形成共混溶液，再将表面活性剂滴加至共混溶液中，最后将Fe₃O₄粉体加入共混溶液中，继续搅拌，制备得到壳聚糖/聚乳酸/Fe₃O₄共混纺丝溶液；用静电纺丝机进行静电纺丝，室温下干燥稳定，得到壳聚糖/聚乳酸/Fe₃O₄超细纤维。本发明得到吸附材料，吸附效果好，环保，易于回收利用，不造成二次污染。

技术领域

本发明涉及染料吸附材料领域，具体涉及一种基于壳聚糖/聚乳酸/Fe₃O₄制得的超细纤维吸附材料以及制备方法。

背景技术

有毒、难降解的水溶性合成染料是印染废水处理的重点和难点。传统印染废水中的染料处理方法主要有生化降解法、吸附法、絮凝沉降法、化学氧化法等，其中吸附法以其操作方便、低成本和有效性等优势而被广发使用。但是，传统吸附材料多为粉末或颗粒状，很难回收和生物降解，易造成二次污染。采用静电纺丝技术制备的超细纤维直径可达亚微米或纳米范畴，具有高比表面积和表面吸附能，是一种优异的新型吸附材料和吸附剂载体材料，便于吸附材料回收，不会造成二次污染。

壳聚糖是一种含有氨基基团的天然高分子聚合物，对染料具有较好的吸附性能，磁性Fe₃O_4，可以吸附水中离子型染料，若是采用壳聚糖多孔微球或者磁性Fe₃O₄纳米粉体吸附剂，虽然能够较好地吸附污水中染料，但是较难回收吸附剂。因此，将壳聚糖和磁性Fe₃O₄纳米粉体制备成超细纤维状态不仅能够充分发挥两种吸附剂对染料的吸附性能，而且更利于吸附剂回收，不会带来二次污染问题。但是壳聚糖耐水性能差，并且较难进行静电纺丝。聚乳酸具有较好的耐水性，可以通过静电纺丝技术制备超细纤维，可生物降解，不会污染环境。因此，本发明将壳聚糖与聚乳酸共混进行静电纺丝，改善壳聚糖静电纺丝性能和耐水性能，制备壳聚糖/聚乳酸/ Fe₃O₄超细纤维染料吸附材料。

本发明将壳聚糖、聚乳酸和Fe₃O₄共混制备纺丝溶液，利用静电纺丝技术制备超细纤维。一方面，由于壳聚糖只能溶解在甲酸、乙酸等酸性试剂中，不溶于大多数有机溶剂，使得其与聚乳酸较难混溶。另一方面，由于壳聚糖大分子链含有大量氢键和聚阳离子，随着壳聚糖共混比例增加很难顺利纺丝。因此，本发明首先分别将壳聚糖溶于甲酸，将聚乳酸溶于二氯甲烷，分别配置出壳聚糖甲酸溶液和聚乳酸二氯甲烷溶液，然后将壳聚糖溶液与聚乳酸溶液共混制备纺丝溶液，再在共混溶液中添加非离子型表面活性剂Triton X-100来改善聚乳酸和壳聚糖共混溶液的可纺性，添加Fe₃O₄那米粉体来提高壳聚糖/聚乳酸超细纤维对染料的吸附性能。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种优异的新型吸附材料，吸附效果好，环保，易于回收利用，不造成二次污染。

技术方案：一种基于壳聚糖/聚乳酸/Fe₃O₄制得的超细纤维吸附材料，所述吸附材料为：壳聚糖、聚乳酸和Fe₃O₄混合后通过静电纺丝得到的吸附材料。

上述的一种基于壳聚糖/聚乳酸/Fe₃O₄制得的超细纤维吸附材料的制备方法，包括以下步骤：