本發(fā)明涉及一種鐵/殼聚糖/聚氧化乙烯復(fù)合納米纖維膜除砷材料及其靜電紡絲制備方法，屬于環(huán)境材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
亞洲是地下水砷污染最為嚴(yán)重的地區(qū)，特別是孟加拉國?印度和中國?《科學(xué)》雜志報導(dǎo)，中國近2000萬人生活在水源遭到砷污染的高危地區(qū)?治理地下水砷污染是當(dāng)今的水處理研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，地下水除砷的主要方法有混凝沉淀?離子交換?共沉淀和吸附等。吸附法具有成本低?效率高的優(yōu)點(diǎn)，是處理砷污染地下水的較理想方法?鐵氧化物作為一種價格低廉的吸附劑，其除砷效果明顯，特別是納米級別的鐵氧化物對砷吸附容量大?選擇性強(qiáng)?吸附速率快?但鐵納米粒子粒徑小，不利于固液分離，容易造成二次污染，阻礙了其作為除砷吸附劑的廣泛應(yīng)用?將鐵氧化物負(fù)載在殼聚糖等易于成膜的高分子材料上可以克服這些缺點(diǎn)。殼聚糖是廣泛分布于自然界的生物高分子甲殼素的脫乙酰氨基產(chǎn)物，其分子鏈上含有豐富的氨基?羥基?羰基等活性基團(tuán)，其對重金屬離子有較強(qiáng)的吸附能力?相對于合成有機(jī)高分子，殼聚糖作為載體材料具有良好的成膜性?抗菌性?可塑性?生物降解性及前體物甲殼素來源豐富等優(yōu)點(diǎn)。靜電紡絲法是利用高壓靜電場將具有粘彈性的聚合物溶液制備成納米尺度纖維的一種加工技術(shù)?通過靜電紡絲得到的納米纖維膜不僅具有纖維直徑細(xì)（納米級別）?比表面積大?孔隙率高的優(yōu)點(diǎn)，而且其機(jī)械性能良好?質(zhì)輕，是一種較理想的水處理材料。本發(fā)明通過靜電紡絲技術(shù)首次制備出鐵/殼聚糖/聚氧化乙烯納米纖維膜，其中負(fù)載的鐵氧化物提高了吸附劑對砷的吸附容量和吸附選擇性?該復(fù)合膜制備方法簡單?比表面積大?對砷選擇性強(qiáng)?環(huán)境友好?易于再生，為一種新型納米生物吸附材料，在吸附與膜分離方面有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有除砷吸附劑的不足之處，本發(fā)明提供了一種易分離、吸附容量大?吸附效率快?選擇性強(qiáng)?再生性好且無環(huán)境污染的鐵/殼聚糖/聚氧化乙烯復(fù)合納米纖維膜除砷吸附劑的制備方法?首先通過高壓靜電紡絲技術(shù)將含有聚氧化乙烯和鐵離子的殼聚糖溶液制備成具有高比表面積的納米纖維膜。通過堿液或氨氣處理增強(qiáng)了其耐酸堿性，經(jīng)水洗烘干后得到一種新型有機(jī)無機(jī)復(fù)合的納米膜?其具體制備方法如下。1）紡絲液的配制：將0.1-10.0g殼聚糖溶解于5-50mL體積分?jǐn)?shù)為5-90%的乙酸溶液中，磁力攪拌至溶解得到殼聚糖溶液?同法制得聚氧化乙烯溶液。稱取適量聚氧化乙烯溶液加入到上述殼聚糖溶液中，磁力攪拌得到殼聚糖和聚氧化乙烯質(zhì)量比為100:0至10:90的混合高分子溶液。2）功能化：稱取適量鐵鹽加到步驟1）混合高分子溶液中，磁力攪拌至鐵鹽溶解，得到鐵元素占溶質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1-30%的電紡絲溶液。3）納米纖維膜的制備：將步驟2）中的電紡絲溶液置于注射器中，調(diào)節(jié)高壓靜電紡絲機(jī)的電壓、噴絲頭到接收裝置的距離、紡絲液注入速率等參數(shù)，紡制納米纖維膜材料。4）堿處理：將所得的負(fù)載鐵離子的靜電紡絲納米纖維膜用堿液或氨蒸汽處理，再用去離子水清洗，烘干或常溫干燥得到成品。本發(fā)明的原理及方法：殼聚糖是一種環(huán)境友好型材料，但其對砷吸附選擇性較差。本發(fā)明首次將鐵鹽摻入到殼聚糖/聚氧化乙烯混合高分子溶液中，通過高壓靜電紡絲法制備負(fù)載鐵的殼聚糖納米纖維膜，經(jīng)堿處理、烘干后得到一種新型有機(jī)?無機(jī)復(fù)合納米纖維膜材料?本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)。1.本發(fā)明用殼聚糖、乙酸、聚氧化乙烯和鐵鹽為主要原料，成本低，環(huán)境友好。2.本發(fā)明通過靜電紡絲法制備材料，操作簡單，所制備的材料具備易分離、比表面積大、孔隙率高且易分離等優(yōu)點(diǎn)。3.本發(fā)明通過堿液或氨氣處理得到耐酸堿性強(qiáng)、膜柔韌性高、再生性好的吸附材料。附圖說明圖1為實(shí)施例一及例二條件下的高壓靜電紡絲裝置圖。圖2為實(shí)施例二制備條件下，靜電紡絲納米纖維膜掃描電鏡（SEM）圖譜。具體實(shí)施方式實(shí)施例11）紡絲液的配制：將2.5g殼聚糖溶解到50mL體積分?jǐn)?shù)為50%的乙酸溶液中，磁力攪拌至溶解得到5%w/v殼聚糖溶液?同法制得3%w/v聚氧化乙烯溶液?稱取6.0g聚氧化乙烯溶液加入到上述殼聚糖溶液中，磁力攪拌得到殼聚糖占溶質(zhì)比例93%的混合高分子溶液。2）摻雜：將0.24gFeCl3加到步驟1）混合高分子溶液中，磁力攪拌至FeCl3溶解，得到鐵元素占溶質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%的電紡絲溶液。3）靜電紡絲膜的制備：將步驟2）中的電紡絲溶置于10m1注射器中，設(shè)定紡絲參數(shù)：電壓15kV，噴絲口內(nèi)徑0.6mm，紡絲液流速0.9mL/h，噴絲頭到接收滾筒的距離為15cm，接收滾筒轉(zhuǎn)速3000±100rpm，環(huán)境條件：溫度30±5℃，相對濕度50±5%。4）氨氣熏蒸：將所得的負(fù)載鐵的靜電紡絲納米纖維膜放入氨氣中熏蒸6h，再用去離子水清洗納米纖維膜3次，30℃烘干3h得到成品。實(shí)驗顯示，負(fù)載了3%鐵的殼聚糖聚氧化乙烯靜電紡絲納米纖維膜對砷的吸附能力增加?對于20mg/LAs（Ⅲ）和As（Ⅴ）溶液（pH7），吸附劑投加量為0.5g/L時吸附容量量分別為12.0mg/g和4.0mg/g。實(shí)施例21）紡絲液的配制：將2.5g殼聚糖溶解到50mL體積分?jǐn)?shù)為50%的乙酸溶液中，磁力攪拌至溶解得到5%w/v殼聚糖溶液?同法制得3%w/v聚氧化乙烯溶液?稱取6.0g聚氧化乙烯溶液加入到上述殼聚糖溶液中，磁力攪拌得到殼聚糖占溶質(zhì)比例93%的混合高分子溶液。2）摻雜：將0.54gFeCl3加到步驟1）混合高分子溶液中，磁力攪拌至FeCl3溶解，得到鐵元素占溶質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6%的電紡絲溶液。3）靜電紡絲膜的制備：將步驟2）中的電紡絲溶置于10m1注射器中，設(shè)定紡絲參數(shù)：電壓15kV，噴絲口內(nèi)徑0.6mm，紡絲液流速0.9mL/h，噴絲頭到接收滾筒的距離為15cm，接收滾筒轉(zhuǎn)速3000±100rpm，環(huán)境條件：溫度30±5℃，相對濕度50±5%。4）氨氣熏蒸：將所得的負(fù)載鐵的靜電紡絲納米纖維膜放入氨氣中熏蒸6h，再用去離子水清洗納米纖維膜3次，30℃烘干3h得到成品。實(shí)驗顯示，負(fù)載了6%鐵元素的殼聚糖聚氧化乙烯靜電紡絲納米纖維膜對砷的吸附能力顯著增強(qiáng)?對于20mg/LAs（Ⅲ）和As（Ⅴ）溶液（pH7），吸附劑投加量為0.5g/L時吸附容量量分別為21.3mg/g和14.2mg/g?對于低濃度As（Ⅴ）溶液（0.2mg/L，pH7）,吸附容量為0.98mg/g，吸附后殘留砷濃度低至0.0001mg/L。