中混合，加入0. 5g碳纳米管，常溫下 用磁力揽拌化，超声分散化，100°c回流化，布氏漏斗抽滤，蒸馈水洗涂至中性，80°C真空干 燥2地，得到氧化碳纳米管。
[00创 似、将3g的0 -环糊精溶于水，配制成饱和溶液，加入0. 2g的氧化碳纳米管粉 末，超声分散化，常溫下磁力揽拌12h，超高速（转速为4000转/min)离屯、机离屯、，超纯水 洗涂3次，80°C真空干燥，得到β-环糊精修饰的碳纳米管。
[0044] (3)、准确称取1.2gP -环糊精、0. 096g步骤（2)制备的修饰后的碳纳米管，将其 溶于13.904g DMF(N，N-二甲基甲酯胺）溶剂于50ml的锥形瓶中，超声分散2h，然后加入 4.8gPMMA，常溫下磁力揽拌12h，制备总质量分数为30. 48%的PMMA-CD-CNTs混合纺丝液。 (其中PMM质量分数为24%，β-环糊精相对PMM的质量分数25%，修饰后的碳纳米管 相对ΡΜΜΑ的质量分数为2. 0% )。
[0045](4)、如图2所示，将混合纺丝液4装入10ml的注射器的注射针管3中，用计量累2 来计量混合纺丝液流量，用砂轮机将内径为0. 7mm的注射器针头打磨平整。高压电源1的正 极接在水平固定在注射累的注射器的针尖上。在室溫下，调节纺丝液流量0. 3ml/h，所施加 的电压18kv，及针尖对集电极的距离15cm。一块侣锥覆盖在一个接地的固定矩形铜网接收 板5(30cmX40cm)作为纳米纤维的接收装置，接收2地。将纺丝制得的纳米纤维膜在4(TC 真空干燥箱中干燥4h，制备功能性聚甲基丙締酸甲醋/β-环糊精/碳纳米管复合纳米纤维 膜。
[0046] 实施例2
[0047](1)、将浓硫酸30mL，浓硝酸lOmL在圆底烧瓶中混合，加入0.4g碳纳米管，常溫下 用磁力揽拌化，超声分散化，100°c回流化，布氏漏斗抽滤，蒸馈水洗涂至中性，85°C真空干 燥24h，得到氧化碳纳米管。 W48] 似、将3g的β-环糊精溶于水150ml锥形瓶中，配制成饱和溶液，加入0. 2g的氧 化碳纳米管粉末，超声分散化，常溫下磁力揽拌12h，超高速（转速为4000转/min)离屯、机 离屯、，超纯水洗涂3次，80°C真空干燥，得到β-环糊精修饰的碳纳米管。
[0049](3)、准确称取1. 5gP-环糊精、0.Ig步骤（2)制备的修饰后的碳纳米管，将其溶于 13.6gDMF(N，N-二甲基甲酯胺）溶剂于50ml的锥形瓶中，超声分散化，然后加入5gPMMA， 常溫下磁力揽拌12h，制备总质量分数为33%的PMMA-CD-CNTs混合纺丝液。（其中ΡΜΜΑ质 量分数为25%，β-环糊精相对ΡΜΜ的质量分数30%，修饰后的碳纳米管相对ΡΜΜ的质 量分数为2.0% )
[0050](4)、如图2所示，将混合纺丝液4装入10ml的注射器的注射针管3中，用计量累2 来计量混合纺丝液流量，用砂轮机将内径为0. 7mm的注射器针头打磨平整。高压电源1的正 极接在水平固定在注射累的注射器的针尖上。在室溫下，调节纺丝液流量0. 5ml/h，所施加 的电压19kv，及针尖对集电极的距离16cm。一块侣锥覆盖在一个接地的固定矩形铜网接收 板5(30cmX40cm)作为纳米纤维的接收装置，接收2地。将纺丝制得的纳米纤维膜在4(TC 真空干燥箱中干燥4h，制备功能性聚甲基丙締酸甲醋/β-环糊精/碳纳米管复合纳米纤维 膜。
[00川亲水性能测试
[0052]将实施例1和实施例2中制备的功能性聚甲基丙締酸甲醋/0-环糊精/碳纳米 管复合纳米纤维膜使用光学接触角测量仪值SA25)进行亲水性能测试。 阳化引 由表1可W看出，实施例1和实施例2制备的功能性ΡΜΜΑ/ β -CD/CNTs复合纳米 纤维膜（静态接触角为66. 40° )与PMMA纳米纤维（静态接触角为88. 20° )比较，可知 亲水性能有较大提高。
[0054]表1实施例1和实施例2制备的功能性PMMA/ β -CD/CNTs纳米纤维膜的静态接触 角（° )测试结果 阳化引
[0056] 重金属离子吸附和解吸性能测试 阳057] 将实施例1和实施例2制备的功能性PMMA/β-CD/CNTs复合纳米纤维膜分别放于 lOOmmol/L的化和化2+离子金属离子溶液中，经过24h震荡后，取出烘干。计算纳米纤维 吸附金属离子量见表2 (吸附量用单位克重的复合纳米纤维所吸附的金属离子质量表示）。 然后将吸附有化和化2+离子复合纳米纤维放于0.Imol/L的盐酸溶液中，经过化振荡后， 取出干燥。计算纳米纤维的解吸率见表2 (解吸率用复合纳米纤维解吸的金属离子占吸附 总金属离子的百分比表示）。由表2可知PMMA/β-CD/CNTs复合纳米纤维膜能够高效吸附 工业废水中化和化2+等重金属离子，而且具有较高的重复使用能力。
[0058] 表2实施例1和实施例2制备的功能性PMMA/ β -CD/CNTs复合纳米纤维膜金属离 子吸附量及解吸率
[0059]
[0060] 导电性能测试
[0061] PMMA纤维吸湿性差，比电阻高，导电性能差，在使用过程中极易产生静电，本实验 在PMMA纺丝溶液中加入β-CD、CNTs，使PMMA具有一定导电性。
[0062] 下面分别对PMMA纳米纤维和两个实施例得到的PMMA/7β-CD/CNTs复合纳米纤维 膜进行静电半衰期测试，结果如表3所示。
[0063] 表3纳米纤维膜的静电半衰期
[0064]
W65] 由表3可知，纯PMMA纳米纤维膜的静电压半衰期>99. 9s，说明其电子逸散速度很 慢，材料导电性极差。从实验结果中我们也可W看出随着在纤维膜中加入β-CD、CNTs后， 两个实施例制得的复合纳米纤维膜的静电压半衰期平均时间达到2. 72s，说明复合纳米纤 维膜的电子逸散速度很快，运是由于碳纳米管具备优良的导电性能，使复合纳米纤维导电 性能增强。
[0066] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改 进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发 明的保护范围应该W权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜的制备方法，其 特征在于，该方法包括如下步骤： 步骤一，利用强酸氧化碳纳米管； 步骤二，采用环糊精对氧化后的碳纳米管进行修饰； 步骤三，将环糊精和修饰后的碳纳米管分散于聚甲基丙烯酸甲酯中制备混合纺丝液； 步骤四，所述混合纺丝液通过静电纺丝装置制备功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与 碳纳米管复合纳米纤维膜。2. 根据权利要求1所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维 膜的制备方法，其特征在于，步骤一所述强酸氧化碳纳米管的方法为：将碳纳米管加入强酸 中，经过磁力搅拌、超声分散、回流、抽滤、洗涤、真空干燥后制得。3. 根据权利要求2所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜 的制备方法，其特征在于，所述强酸为浓硫酸和浓硝酸按体积比3:1的混合液。4. 根据权利要求1所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜 的制备方法，其特征在于，步骤二所述环糊精对氧化后的碳纳米管进行修饰的方法为将氧 化后的碳纳米管加入环糊精的饱和溶液中，经超声分散、磁力搅拌、离心、洗涤、真空干燥后 制得。5. 根据权利要求1所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜 的制备方法，其特征在于，步骤三所述制备混合纺丝液的方法为将环糊精和修饰后的碳纳 米管均匀分散于N，N-二甲基甲酰胺溶剂中，经超声分散后加入聚甲基丙烯酸甲酯，再经过 磁力搅拌后制得；其中聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数为20%~25%，环糊精相对聚甲基丙 烯酸甲酯的质量分数25~30%，修饰后的碳纳米管相对聚甲基丙烯酸甲酯的质量分数为 1. 5 ~2. 0%〇6. 根据权利要求1所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜 的制备方法，其特征在于，步骤四所述静电纺丝装置进行静电纺丝的工艺参数为：喷丝头与 接收装置距离12~18cm，纺丝液流速0. 4~1. 2ml/h，施加电压为15~18KV，通过接收装 置接收18~25小时。7. 根据权利要求6所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜 的制备方法，其特征在于，所述接收装置为接收板或转筒。8. 根据权利要求1至7任一项所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合 纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述环糊精为β-环糊精。9. 权利要求1至8任一项所述功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米 纤维膜的制备方法制备的复合纳米纤维膜在吸附重金属离子中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜的制备方法，该方法包括如下步骤：利用强酸氧化碳纳米管；采用环糊精对氧化后的碳纳米管进行修饰；将环糊精和修饰后的碳纳米管分散于聚甲基丙烯酸甲酯中制备混合纺丝液；所述混合纺丝液通过静电纺丝装置制备功能性聚甲基丙烯酸甲酯、环糊精与碳纳米管复合纳米纤维膜。本发明通过利用强酸改性、超声振荡方法的综合使用，有效地解决了CNTs的分散问题，使CNTs的优异性能在所制备的复合纳米纤维中得以体现。将β-环糊精、碳纳米管的优点与PMMA相结合，有效地改善了PMMA的亲水性能导电性能，使复合纳米纤维膜对重金属离子具有优良的吸附性能。
【IPC分类】D04H1/728, D01D5/00, D04H1/4382, B01J20/30, B01J20/26, C02F101/20, C02F1/28
【公开号】CN105297286
【申请号】CN201510799705
【发明人】武丁胜, 阚清华, 凤权, 李鑫, 祝子枫, 赵玲玲
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月18日