[发明专利]一种抗生物污染材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及金属吸附技术领域，特别是涉及一种抗生物污染材料的制备方法及应用。包括如下步骤：1)将聚丙烯腈与有机溶剂混合成纺丝液，将所述纺丝液经静电纺丝制备获得聚丙烯腈纤维膜；2)将步骤1)所述的聚丙烯腈纤维膜和聚六亚甲基胍进行接枝反应制备获得接枝聚丙烯腈纤维膜；3)将步骤2)所述的接枝聚丙烯腈纤维膜与盐酸羟胺进行偕胺肟化反应后活化处理获得抗生物污染材料。本发明的抗生物污染材料适用于提取贵/重金属离子，以及有机相中金属离子的脱除。

技术领域

本发明涉及金属吸附技术领域，特别是涉及一种抗生物污染材料的制备方法及应用。

背景技术

具有高效的金属吸附能力和抗菌性能的纳米纤维材料在重金属吸附、医疗、水处理等领域具有广泛的应用，一般由聚酯、聚丙烯腈、聚氨酯等材料组成。

静电纺丝制备的抗生物污染材料具有高比表面积、高孔隙率以及内部连通的开孔结构等突出优势，从而使其在重金属离子的吸附分离方面表现出较好的吸附性能和循环使用性能。

由于使用环境中存在各种微生物，导致抗生物污染材料吸附金属离子运行一段时间后，由于严重生物淤积和微生物污染，将严重影响膜的吸附性能，偕胺肟的结构将被生物破坏，因此急需开发一种抗生物污染的膜材料。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种流程简单、具有抗菌性能、循环使用性能稳定的重金属离子吸附用抗生物污染材料和其制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种抗生物污染材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚丙烯腈与有机溶剂混合成纺丝液，将所述纺丝液经静电纺丝制备获得聚丙烯腈纤维膜；

2)将步骤1)所述的聚丙烯腈纤维膜和聚六亚甲基胍进行接枝反应制备获得接枝聚丙烯腈纤维膜；

3)将步骤2)所述的接枝聚丙烯腈纤维膜与盐酸羟胺进行偕胺肟化反应后活化处理获得抗生物污染材料。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中，所述聚丙烯腈的数均分子量为150000～200000。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中纺丝液中聚丙烯腈浓度为5～20wt.％。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺和/或N-甲基吡咯烷酮；所述N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮的体积比为1:1～1:10。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤1)中，所述静电纺丝的纺丝电压为16～25kV；相对湿度30％～50％；纺丝喷头到接收器的距离为8～15cm；纺丝液的推进速度为0.002mm/s～0.025mm/s。

在本发明的一些实施方式中，还包括在所述步骤1)中经静电纺丝将所述纺丝液在衬底上沉积；所述衬底选自PET无纺布。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中聚六亚甲基胍是由盐酸胍和1，6-己二胺在110℃～140℃下反应制备获得；所述盐酸胍和己二胺的摩尔比为0.5～2；优选为0.8～1.2。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中聚六亚甲基胍的分子量为1100～1800。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中聚六亚甲基胍和接枝聚丙烯腈纤维膜的质量比为1:1～8；优选为1：5～6。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中聚六亚甲基胍溶于溶剂中；所述溶剂选自水、四氢呋喃、三氟乙酸、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺的一种或多种的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述步骤2)中反应温度为110℃～160℃；优选为120℃～130℃。