改性壳聚糖/聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其在铜离子检测领域的应用

发布时间：2023-04-26 02:35

　　铜是人类必不可少的微量元素,若铜摄入量过高,也会对人体造成危害。铜离子主要是通过饮用水进入人体。因此,能够快速、灵敏、便捷地吸附和检测水中铜离子的材料受到了人们的广泛关注。壳聚糖是一种环保无毒、具有良好生物相容性的材料,常常应用于水处理。同时,静电纺纳米材料由于其具有较高的比表面积、高孔隙率和三维立体结构,在水处理领域有良好的的应用前景。但是壳聚糖纳米纤维膜难以通过静电纺丝法制备,因此采用聚丙烯腈作为助纺剂,制备三维蓬松结构并具有一定强度的纳米纤维膜,用于铜离子的吸附;再将聚丙烯腈胺化,进一步提高其对铜离子的吸附能力;最后再通过掺杂铜离子荧光探针,使纳米纤维膜遇铜离子时,发生裸眼可视的颜色变化。1.探究了静电纺丝参数对于壳聚糖/聚丙烯腈复合纳米纤维细度和强度的影响,并通过响应面分析法,求出兼具良好纤维形貌、和较大强力的纺丝参数为:浓度为20%,距离为17.4cm,电压为80kV,作为最佳纺丝条件,测得强度为2.899 MPa,纤维平均直径为332.6nm,对铜离子的吸附量为89.4mg/g。2.对聚丙烯腈进行胺化改性,使其也具备铜离子亲和性。探究了胺化时间、反应温度、胺化剂浓度对壳聚糖...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 铜污染的来源及其存在形式
        1.1.2 铜污染的危害
    1.2 铜离子吸附的研究进展
        1.2.1 国内外新型铜离子吸附方法
        1.2.2 铜离子亲和膜
    1.3 金属离子荧光传感器的研究进展
    1.4 本文的研究意义和研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
2 基于响应面法的壳聚糖/聚丙烯腈纤维膜制备研究
    2.1 引言
    2.2 响应面分析法
        2.2.1 响应面优化法背景
        2.2.2 响应面法原理
        2.2.3 响应面法优化实验方案
    2.3 实验部份
        2.3.1 实验仪器
        2.3.2 实验材料
        2.3.3 溶液制备
        2.3.4 实验步骤和现象
        2.3.5 测试
    2.4 结果分析
        2.4.1 纺丝液浓度对纤维细度的影响
        2.4.2 电压对纤维细度的影响
        2.4.3 纺丝距离对纤维细度的影响
        2.4.4 多纺丝参数对CS/PAN纳米纤维膜形态和强力的影响
    2.5 最优化组合条件的求解及验证
    2.6 本章总结
3 改性壳聚糖/聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及对铜离子亲和性的探究
    3.1 引言
    3.2 基于聚丙烯腈的胺化改性
        3.2.1 实验部分
        3.2.2 结果与讨论
    3.3 改性壳聚糖/聚丙烯腈纳米纤维膜的铜离子吸附性能探究
        3.3.1 实验部分
        3.3.2 结果与讨论
    3.4 本章小结
4 掺杂荧光分子壳聚糖/聚丙烯腈纤维膜的制备及其对铜离子的检测
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验仪器
        4.2.3 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱的合成
        4.2.4 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱/CS/PAN纳米纤维传感器的制备
        4.2.5 铜离子选择性识别实验
        4.2.6 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱/CS/PAN纳米膜对铜离子的显色试验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱还原物的合成反应
        4.3.2 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱与铜离子的络合比探究
        4.3.3 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱还原物的识别原理
        4.3.4 pH对罗丹明酰肼水杨醛席夫碱稳定性的影响
        4.3.5 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱对金属离子的紫外吸收光谱识别
        4.3.6 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱识别可逆性研究
        4.3.7 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱对金属离子的裸眼识别
        4.3.8 罗丹明酰肼水杨醛席夫碱/壳聚糖/聚丙烯腈纳米纤维膜对铜离子的检测
    4.4 本章总结
5 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录:作者在攻读硕士学位期间的成果



本文编号：3801562