CN115554864B - 一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，属于纤维膜制备技术领域。本发明用于解决现有技术中由于壳聚糖基纤维膜的比表面积较小，壳聚糖基纤维膜的吸附能力有待提高，在吸附回收废水中金时，纳米颗粒吸附剂在吸附过程中容易出现团聚的现象和吸附回收的金离子分离提纯较为困难的技术问题，包括：按重量份称取聚乙烯醇溶液20～30份、壳聚糖溶液30～90份和表面活性剂1～2份，加入烧杯中搅拌，烧杯放置于温度为45～55℃的水浴环境中，搅拌2～3h，得到纺丝溶液。本发明不仅有效地提高了静电纺丝纤维膜的比表面积，还能够将吸附的金属离子还原，有效地提高了贵金属的回收效率，降低了贵金属回收的时间与技术成本。

Description

一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜

技术领域

本发明涉及纤维膜制备技术领域，具体涉及一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜。

背景技术

黄金因其稀有性、延展性和稳定性而被广泛应用于货币、珠宝和电气行业。纳米金颗粒在药物递送、光催化、痕量物质检测等方面发挥着重要作用。由于电子垃圾和工业废水的开采与精炼会产生大量的含金废水，对废水中黄金回收利用，这无疑是缓解金矿消耗的一个解决方案。

现有技术中通常采用吸附法对废水中的黄金进行回收，吸附法具有操作简单、成本低、无二次污染等优点，已被公认为从含金废水的两大来源（电子垃圾和黄金开***炼过程中排放的废水）中回收黄金的最佳方法之一。相比之下，其他方法例如溶剂萃取、离子交换、金属还原、化学沉积和电解在某种程度上限制了反应条件，并且需要额外的热源或特别定制的昂贵设备，并且必须面临引入副产物的风险。

为了利用吸附技术有效地回收金，需要选取含硫含氮官能团丰富的材料作为基底材料，壳聚糖（CS）是由几丁质经去乙酰化反应合成的，每个链上有两个伯胺基和一个羟基，是一种良好的基底材料，然而，壳聚糖在酸性条件下具有很强的溶解度，限制了其从实际溶液中回收金的应用，现有技术中通过对原始壳聚糖进行改造，包括物理组成和化学成分的改造。虽然已经合成了一些物理结构和化学组成不同的壳聚糖用于吸附水中的金离子，但仍然存在一些不足：

1）壳聚糖基材料（如凝胶、珠）规模过大，表面积相对较低，但壳聚糖纳米材料在吸附过程中容易团聚；

2）几乎所有形式的壳聚糖，无论是珠状、颗粒状还是凝胶状，从溶液中吸附金离子后都很难被分离，但添加磁性材料会降低回收效率；

3）目前的研究主要集中在氨基的交键，游离的羟基没有变化，限制了最大吸附能力。

针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，用于解决现有技术中使用壳聚糖基纤维膜对废水中金回收时，由于壳聚糖基纤维膜的比表面积较小，壳聚糖基纤维膜的吸附能力有待提高，金在吸附过程中容易出现团聚的现象和吸附回收的金离子分离提纯较为困难，回收效率低的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，包括以下操作步骤：

S1、按重量份称取聚乙烯醇溶液20~30份、壳聚糖溶液30~90份和表面活性剂1~2份，加入烧杯中搅拌，烧杯放置于温度为45~55℃的水浴环境中，搅拌2~3h，得到纺丝溶液；

S2、纺丝液加入通过静电纺丝制备得到静电纺丝纤维膜初品；

S3、对静电纺丝膜初品进行裁剪、清洗，得到静电纺丝纤维膜粗品；

S4、将静电纺丝膜粗品放置在烧杯中，烧杯中加入10~20重量份的50wt%戊二醛水溶液，静置4~6h，将烧杯中的戊二醛水溶液倒出，向烧杯中加入10~20重量份改性溶液，烧杯放置在振荡仪上振荡4~6h，清洗，得到静电纺丝纤维膜成品，所述改性液由按重量份称取的无水乙醇50~100份、2.2wt%的硫酸溶液25~50份、2.5wt%的硫脲溶液25~50份和甲醛溶液2~4份均匀混合制成。

进一步的，所述S1步骤中聚乙烯醇溶液制备方法如下：按重量份称取聚乙烯醇2~6份、纯化水20~60份，加入烧杯中，烧杯放置于温度为85~95℃的水浴环境，搅拌10~14h，聚乙烯醇溶解，得到聚乙烯醇溶液。

进一步的，所述S1步骤中壳聚糖溶液的制备方法如下：按重量份称取壳聚糖1~3份、冰乙酸25~85份和纯化水3~9份，加入烧杯中，烧杯放置于温度为45~55℃的水浴环境中，搅拌6~10h，壳聚糖溶解，得到壳聚糖溶液。

进一步的，所述S1步骤中的表面活性剂由辛基苯基聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、辛醇聚氧乙烯醚中的一种或多种组成，壳聚糖的脱乙酰度大于99%。

进一步的，所述S2步骤中的静电纺丝包括以下操作步骤：

A1、以不锈钢滚筒作为接收器，在不锈钢滚筒的外部包裹一层硅油纸，不锈钢滚筒的转速为550~650rpm；

A2、设置纺丝电压为23.1kV，喷头与不锈钢滚筒的距离为9~11cm，环境温度为23~28℃，环境湿度为35~39%；

A3、将蠕动泵的输入端放置到纺丝溶液中，设置蠕动泵的蠕动速率为0.96mL/h，纺丝4h，得到静电纺丝纤维膜初品。

进一步的，所述S3步骤中静电纺丝纤维膜粗品制备包括以下操作步骤：

B1、将附着有静电纺丝纤维膜初品的硅油纸剪裁成4cm×4cm的小块，然后将静电纺丝纤维膜初品铺放在托盘上，向托盘中加入10~20重量份的无水乙醇，然后向托盘中滴加30~60重量份的纯化水，静置30~50min，从托盘中取出，得到浸润的静电纺丝纤维膜初品；

B2、按重量份称取纯化水30~60份放置到托盘上，托盘温度升高至85~95℃，将浸润的静电纺丝纤维膜初品放置到托盘上，保温10~12h，将静电纺丝纤维膜初品取出，自然环境中晾干，得到静电纺丝纤维膜粗品。

进一步的，所述S4步骤中的振荡仪为水平旋转摇床，振荡完成之后，将改性后的静电纺丝膜放置在无水乙醇中浸没10~14h，自然晾干，得到静电纺丝纤维膜成品。

本发明具备下述有益效果：

1、本发明中的静电纺丝纤维膜在制备过程中，以聚乙烯醇为助纺剂，通过静电纺丝设备，使得静电纺丝纤维膜在制备过程中能够快速地成型，并且在后续的处理过程中，将聚乙烯醇从静电纺丝纤维膜中洗掉，从而降低静电纺丝纤维膜的厚度，并且在将聚乙烯醇从静电纺丝纤维膜上洗掉之前，通过使用乙醇和水对静电纺丝纤维膜初品进行浸润固形，从而防止在热水浸润将聚乙烯醇从静电纺丝纤维膜上洗出时，静电纺丝纤维发生折叠变形，由于聚乙烯醇被洗掉，使得静电纺丝纤维膜的比表面积增加，进而使得静电纺丝纤维膜上能够吸附更多的金属粒子，提高静电纺丝纤维膜的最大吸附容量，降低了静电纺丝纤维膜吸附饱和时间。

2、本发明中的静电纺丝纤维膜在制备过程中，通过对静电纺丝纤维膜进行改性，使得静电纺丝纤维膜具有良好的还原性能，结合壳聚糖对于废水中贵金属在选择性吸附的能力，使得废水中的金与铂在吸附到静电纺丝纤维膜上之后，被还原成纳米尺度的粒子，并且由于静电纺丝纤维膜具有较大的比表面积，使得静电纺丝纤维膜对贵金属的吸附能力有所提高，并且由于金属以纳米粒子的形态存在，在回收时，只需要通过高温灼烧便可以对静电纺丝纤维膜上吸附的金属进行回收，极大地降低了贵金属回收的时间与技术成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中静电纺丝纤维膜的制备流程框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，包括以下操作步骤：

S1、制备纺丝液：

按重量份称取聚乙烯醇0.4g、纯化水4.0g，加入烧杯中，烧杯放置于温度为85℃的水浴环境，搅拌13h，聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；

按重量份称取脱乙酰度高于99%的壳聚糖0.2g、冰乙酸5.0g和纯化水0.6g，加入烧杯中，烧杯放置于温度为45℃的水浴环境中，搅拌9h，壳聚糖溶解，得到壳聚糖溶液；

按重量份称取聚乙烯醇溶液4.0g、壳聚糖溶液6.0g和辛醇聚氧乙烯醚0.2g，加入烧杯中搅拌，烧杯放置于温度为45℃的水浴环境中，搅拌2.5h，得到纺丝溶液；

S2、制备静电纺丝纤维膜初品：

以不锈钢滚筒作为接收器，在不锈钢滚筒的外部包裹一层硅油纸，不锈钢滚筒的转速为550rpm；

设置纺丝电压为23.1kV，喷头与不锈钢滚筒的距离为9cm，环境温度为23℃，环境湿度为35%；

将蠕动泵的输入端放置到纺丝溶液中，设置蠕动泵的蠕动速率为0.96mL/h，纺丝4h，得到静电纺丝纤维膜初品；

S3、制备静电纺丝纤维膜粗品：

将附着有静电纺丝纤维膜初品的硅油纸剪裁成4cm×4cm的小块，然后使用镊子将静电纺丝纤维膜初品从硅油纸上取下，静电纺丝纤维膜初品铺放在托盘上，向托盘中加入100g的无水乙醇，静电纺丝纤维膜初品漂浮在无水乙醇表面，支撑静电纺丝纤维膜初品展开，然后向托盘中滴加300g纯化水，纯化水滴加过程中注意静电纺丝纤维膜初品不要发生弯曲折叠，滴加完毕，静置30min，静电纺丝纤维膜初品被完全浸湿，使用镊子将其从托盘中取出，得到浸润的静电纺丝纤维膜初品；

按重量份称取纯化水300g加入到托盘上，托盘温度升高至85℃，将浸润的静电纺丝纤维膜初品平铺在托盘上，保温10h，促进聚乙烯醇溶解，将静电纺丝纤维膜初品取出，自然环境中晾干，得到静电纺丝纤维膜粗品。

S4、制备静电纺丝纤维膜成品：

将静电纺丝膜粗品放置在烧杯中，烧杯中加入8g50wt%戊二醛水溶液，静置4h，将烧杯中的戊二醛水溶液倒出，向烧杯中加入8g改性溶液，烧杯放置在型号是HAD-SK3水平旋转摇床上振荡4h，将改性后的静电纺丝膜放置在20g的无水乙醇中浸没10h，自然晾干，得到静电纺丝纤维膜成品。

改性液由无水乙醇3.8g、2.2wt%的硫酸溶液2.0、2.5wt%的硫脲溶液2.0g和甲醛溶液0.2g均匀混合制成。

实施例2

本实施例的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，包括以下操作步骤：

S1、制备纺丝液：

按重量份称取聚乙烯醇0.6g、纯化水6.0g，加入烧杯中，烧杯放置于温度为90℃的水浴环境，搅拌12h，聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；

按重量份称取脱乙酰度高于99%的壳聚糖0.3g、冰乙酸8.1g和纯化水0.9g，加入烧杯中，烧杯放置于温度为50℃的水浴环境中，搅拌8h，壳聚糖溶解，得到壳聚糖溶液；

按重量份称取聚乙烯醇溶液6.0g、壳聚糖溶液9.0g、月桂醇聚氧乙烯醚0.1g和辛醇聚氧乙烯醚0.2g，加入烧杯中搅拌，烧杯放置于温度为50℃的水浴环境中，搅拌2.5h，得到纺丝溶液；

S2、制备静电纺丝纤维膜初品：

以不锈钢滚筒作为接收器，在不锈钢滚筒的外部包裹一层硅油纸，不锈钢滚筒的转速为600rpm；

设置纺丝电压为23.1kV，喷头与不锈钢滚筒的距离为10cm，环境温度为26℃，环境湿度为37%；

将蠕动泵的输入端放置到纺丝溶液中，设置蠕动泵的蠕动速率为0.96mL/h，纺丝4h，得到静电纺丝纤维膜初品；

S3、制备静电纺丝纤维膜粗品：

将附着有静电纺丝纤维膜初品的硅油纸剪裁成4cm×4cm的小块，然后使用镊子将静电纺丝纤维膜初品从硅油纸上取下，静电纺丝纤维膜初品铺放在托盘上，向托盘中加入140g无水乙醇，静电纺丝纤维膜初品漂浮在无水乙醇表面，支撑静电纺丝纤维膜初品展开，然后向托盘中滴加420g纯化水，纯化水滴加过程中注意静电纺丝纤维膜初品不要发生弯曲折叠，滴加完毕，静置40min，静电纺丝纤维膜初品被完全浸湿，使用镊子将其从托盘中取出，得到浸润的静电纺丝纤维膜初品；

按重量份称取纯化水420g加入到托盘上，托盘温度升高至90℃，将浸润的静电纺丝纤维膜初品放置到托盘上，保温12h，促进聚乙烯醇溶解，将静电纺丝纤维膜初品取出，自然环境中晾干，得到静电纺丝纤维膜粗品。

S4、制备静电纺丝纤维膜成品：

将静电纺丝膜粗品放置在烧杯中，烧杯中加入10g50wt%戊二醛水溶液，静置5h，将烧杯中的戊二醛水溶液倒出，向烧杯中加入10g改性溶液，烧杯放置在型号为HAD-SK3水平旋转摇床上振荡5h，将改性后的静电纺丝膜放置在25g水乙醇中浸没12h，自然晾干，得到静电纺丝纤维膜成品。

改性液由无水乙醇4.8g、2.2wt%的硫酸溶液2.5g、2.5wt%的硫脲溶液2.5g和甲醛溶液0.2g均匀混合制成。

实施例3

本实施例的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，包括以下操作步骤：

S1、制备纺丝液：

按重量份称取聚乙烯醇0.8g、纯化水8.0g，加入烧杯中，烧杯放置于温度为95℃的水浴环境，搅拌11h，聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；

按重量份称取脱乙酰度高于99%的壳聚糖0.4g、冰乙酸10.0g和纯化水1.2g，加入烧杯中，烧杯放置于温度为55℃的水浴环境中，搅拌5h，壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖溶液；

按重量份称取聚乙烯醇溶液8.0g、壳聚糖溶液12.0g和辛醇聚氧乙烯醚0.4g，加入烧杯中搅拌，烧杯放置于温度为55℃的水浴环境中，搅拌2.5h，得到纺丝溶液。

S2、制备静电纺丝纤维膜初品：

以不锈钢滚筒作为接收器，在不锈钢滚筒的外部包裹一层硅油纸，不锈钢滚筒的转速为650rpm；

设置纺丝电压为23.1kV，喷头与不锈钢滚筒的距离为11cm，环境温度为28℃，环境湿度为39%；

将蠕动泵的输入端放置到纺丝溶液中，设置蠕动泵的蠕动速率为0.96mL/h，纺丝4h，得到静电纺丝纤维膜初品。

S3、制备静电纺丝纤维膜粗品：

将附着有静电纺丝纤维膜初品的硅油纸剪裁成4cm×4cm的小块，然后使用镊子将静电纺丝纤维膜初品从硅油纸上取下，将静电纺丝纤维膜初品铺放在托盘上，向托盘中加入180g无水乙醇，静电纺丝纤维膜初品漂浮在无水乙醇表面，支撑静电纺丝纤维膜初品展开，然后向托盘中滴加540g纯化水，纯化水滴加过程中注意静电纺丝纤维膜初品不要发生弯曲折叠，滴加完毕，静置50min，静电纺丝纤维膜初品被完全浸湿，使用镊子将其从托盘中取出，得到浸润的静电纺丝纤维膜初品；

按重量份称取纯化水540g加入到托盘上，托盘温度升高至95℃，将浸润的静电纺丝纤维膜初品放置到托盘上，保温12h，促进聚乙烯醇溶解，将静电纺丝纤维膜初品取出，自然环境中晾干，得到静电纺丝纤维膜粗品。

S4、制备静电纺丝纤维膜成品：

将静电纺丝膜粗品放置在烧杯中，烧杯中加入12.0g的50wt%戊二醛水溶液，静置6h，将烧杯中的戊二醛水溶液倒出，向烧杯中加入12.0g改性溶液，烧杯放置在型号为HAD-SK3水平旋转摇床上振荡6h，将改性后的静电纺丝膜放置在30g无水乙醇中浸没14h，自然晾干，得到静电纺丝纤维膜成品；

改性液由无水乙醇5.9g、2.2wt%的硫酸溶液2.9g、2.5wt%的硫脲溶液2.9g和甲醛溶液0.3g均匀混合制成。

对比例1

本对比例与实施例3的区别在于取消了S3步骤中对浸润的静电纺丝纤维膜初品进行的下一步处理，浸润的静电纺丝纤维膜初品直接自然晾干得到静电纺丝纤维膜粗品。

对比例2

本对比例与实施例3的区别在于取消了S4步骤，静电纺丝纤维膜粗品直接作为静电纺丝纤维膜成品使用。

对比例3

本对比例与实施例3的区别在于步骤S3中，剪裁下来的静电纺丝纤维膜初品取消了浸润的步骤，静电纺丝纤维膜初品直接放置在装有540g纯化水的托盘中进行处理。

性能测试：

对实施例1~3和对比例1~3所制备静电纺丝纤维膜的吸附饱和时间、最大吸附容量和吸附效率进行测试，测试时，将静电纺丝纤维膜初始重量记为m₁，将静电纺丝纤维膜放置到预先准备的模拟实际测试溶液中，模拟实际测试溶液中金离子的浓度为200ppb，另外添加了铂、锌、铅、镍和铜等干扰元素离子，模拟实际测试溶液的pH=5，使用ICP-OES对测试溶液中的起始离子浓度和测试液离子浓度不再下降时的最终离子浓度记进行检测，通过计算起始离子浓度与最终离子浓度的差值得到静电纺丝纤维膜的最大吸附容量；通过灼烧对吸附的贵金属进行提炼，并对吸附的贵金属重量进行称量，并通过计算对金、铂和其他金属的含量检测，从而得到静电纺丝纤维膜对贵金属的吸附效率。具体检测结果见下表：

结合上表的数据分析可知：

1）结合实施例1~3的检测数据分析可知，本发明所制备的静电纺丝纤维膜对废水中的金的吸附效率较好，金的吸附效率达到了97.3%，对另一常见贵金属铂的回收效率有76.2%，而对其他非贵金属元素的回收效率只有2.3%，说明其他非贵金属元素的存在不会影响到该材料对于水体中金元素的回收，这是由于本发明制备的静电纺丝纤维膜的厚度较低，膜的比表面积较大，使得膜的最大吸附容量提升，通过改性液对静电纺丝纤维膜进行改性，在贵金属附着在膜外部时，大部分的离子形式所存在的贵金属被还原成纳米尺度的粒子，由于静电纺丝纤维膜具有较大的比表面积，使得被还原的金属粒子能够吸附在膜上，从而提高金属的吸附效率。

2）对比例1与实施例3的检测数据进行分析可知，由于对比例1取消了S3步骤中对浸润的静电纺丝纤维膜初品进行的下一步处理，浸润的静电纺丝纤维膜初品直接自然晾干得到静电纺丝纤维膜粗品，使得静电纺丝纤维膜中的聚乙烯醇无法与静电纺丝纤维膜分离，聚乙烯醇将壳聚糖纤维包裹，导致静电纺丝纤维膜能够吸附废水与贵金属的能力降低，使得对比例1中的静电纺丝纤维膜最大吸附容量与吸附饱和时间较小，并且由于聚乙烯醇对壳聚糖进行包裹，在S4步骤中，改性液无法与壳聚糖融合，导致壳聚糖的改性效果较差，致使废水中其他干扰贵金属对静电纺丝纤维膜吸附干扰较大，静电纺丝纤维膜对废水中金的吸附回收效率较低。

3）对比例2与实施例3的检测数据进行分析可知，由于对比例2取消了S4步骤，静电纺丝纤维膜粗品直接作为静电纺丝纤维膜成品使用，静电纺丝纤维膜对废水中的金属进行吸附时，离子形式存在的金属吸附在静电纺丝纤维膜上，由于静电纺丝纤维膜未经过改性处理，吸附在静电纺丝纤维上的金属始终以离子的形式存在，无法被还原成粒子，导致在将静电纺丝纤维膜从废水中取出时，废水与静电纺丝纤维膜分离，离子形态的贵金属伴随着废水与静电纺丝纤维膜分离，导致吸附在静电纺丝纤维膜上的大量贵金属离子流失，也就导致了贵金属的回收效率较低。

4）对比例3与实施例3的检测数据进行分析可知，由于对比例3取消了步骤S3中，对剪裁下来的静电纺丝纤维膜初品进行浸润的步骤，静电纺丝纤维膜初品直接放置在装有540g纯化水的托盘中进行处理，静电纺丝纤维膜初品中助纺剂聚乙烯醇的含量较高，聚乙烯醇在热水中溶解，静电纺丝纤维膜初品未经过预先的浸润处理直接与水接触，静电纺丝纤维膜初品中的聚乙烯醇快速的溶解到水中，导致静电纺丝纤维膜初品快速地收缩，使得静电纺丝纤维膜初品发生收卷折叠，静电纺丝纤维膜初品的厚度增加，使得静电纺丝纤维膜的比表面积降低，从而降低了静电纺丝纤维膜的吸附能力，在吸附过程中贵金属容易与静电纺丝纤维膜发生分离，导致金属的回收效率较低，由于静电纺丝纤维膜的厚度变大，静电纺丝纤维膜的通透性降低，使得静电纺丝纤维膜的吸附饱和时间延长，并且由于静电纺丝纤维膜的比表面积减小，使得静电纺丝纤维膜的最大吸附容量降低。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，其特征在于，包括以下操作步骤：

S1、按重量份称取聚乙烯醇溶液20～30份、壳聚糖溶液30～90份和表面活性剂1～2份，加入烧杯中搅拌，烧杯放置于温度为45～55℃的水浴环境中，搅拌2～3h，得到纺丝溶液；

S2、纺丝液通过静电纺丝制备得到静电纺丝纤维膜初品；

S3、对静电纺丝膜初品进行裁剪、清洗，得到静电纺丝纤维膜粗品；

S4、将静电纺丝膜粗品放置在烧杯中，烧杯中加入10～20重量份的50wt％戊二醛水溶液，静置4～6h，将烧杯中的戊二醛水溶液倒出，向烧杯中加入10～20重量份改性溶液，烧杯放置在振荡仪上振荡4～6h，清洗，得到静电纺丝纤维膜成品，所述改性溶液由按重量份称取的无水乙醇50～100份、2.2wt％的硫酸溶液25～50份、2.5wt％的硫脲溶液25～50份和甲醛溶液2～4份均匀混合制成；

S3步骤中静电纺丝纤维膜粗品制备包括以下操作步骤：

B1、将附着有静电纺丝纤维膜初品的硅油纸剪裁成4cm×4cm的小块，然后将静电纺丝纤维膜初品铺放在托盘上，向托盘中加入10～20重量份的无水乙醇，然后向托盘中滴加30～60重量份的纯化水，静置30～50min，从托盘中取出，得到浸润的静电纺丝纤维膜初品；

B2、按重量份称取纯化水30～60份放置到托盘上，托盘温度升高至85～95℃，将浸润的静电纺丝纤维膜初品放置到托盘上，保温10～12h，将静电纺丝纤维膜初品取出，自然环境中晾干，得到静电纺丝纤维膜粗品。

2.根据权利要求1所述的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，其特征在于，S1步骤中聚乙烯醇溶液制备方法如下：按重量份称取聚乙烯醇2～6份、纯化水20～60份，加入烧杯中，烧杯放置于温度为85～95℃的水浴环境，搅拌10～14h，聚乙烯醇溶解，得到聚乙烯醇溶液。

3.根据权利要求1所述的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，其特征在于，S1步骤中壳聚糖溶液的制备方法如下：按重量份称取壳聚糖1～3份、冰乙酸25～85份和纯化水3～9份，加入烧杯中，烧杯放置于温度为45～55℃的水浴环境中，搅拌6～10h，壳聚糖溶解，得到壳聚糖溶液。

4.根据权利要求1所述的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，其特征在于，S1步骤中的表面活性剂由辛基苯基聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚、辛醇聚氧乙烯醚中的一种或多种组成，壳聚糖的脱乙酰度大于99％。

5.根据权利要求1所述的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，其特征在于，S2步骤中的静电纺丝包括以下操作步骤：

A1、以不锈钢滚筒作为接收器，在不锈钢滚筒的外部包裹一层硅油纸，不锈钢滚筒的转速为550～650rpm；

A2、设置纺丝电压为23.1kV，喷头与不锈钢滚筒的距离为9～11cm，环境温度为23～28℃，环境湿度为35～39％；

A3、将蠕动泵的输入端放置到纺丝溶液中，设置蠕动泵的蠕动速率为0.96mL/h，纺丝4h，得到静电纺丝纤维膜初品。

6.根据权利要求1所述的一种能高效回收水体中金元素的壳聚糖基静电纺丝纤维膜，其特征在于，S4步骤中的振荡仪为水平旋转摇床，振荡完成之后，将改性后的静电纺丝膜放置在无水乙醇中浸没10～14h，自然晾干，得到静电纺丝纤维膜成品。

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