抗全氟物质吸附纳米纤维膜及其制备方法

本申请涉及环境功能材料，具体涉及一种抗全氟物质吸附纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术：

1、全氟与多氟烷基化合物（pfas）因其独特的理化性质被广泛用于工业与消费品领域，但因其具有持久性污染及健康风险，开发一种高灵敏度、高准确度的检测方法对于环境监控和风险评估至关重要。在pfas的整个分析流程中，样品前处理对于最终结果准确性的影响重大。传统的固相萃取技术虽应用广泛，但在处理含悬浮颗粒物的实际水样时，不仅易发生堵塞还具有严重的非特异性吸附，进而导致目标物的非预期吸附损失，造成痕量pfas检测结果被低估。为克服传统材料的局限性，在现有公开技术中，已有将纳米纤维膜用于pfas检测的相关方案，但仍具有应用形式与采样场景不匹配、制备工艺复杂，不利于规模化应用的问题。

2、因此，亟待开发一种在采样过滤环节能够同时实现高效截留颗粒物与极低pfas吸附损失的专用滤膜，从而保证痕量pfas检测从采样源头到分析终点的准确性，以填补现有技术在采样前处理环节的技术空白。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种抗全氟物质吸附纳米纤维膜及其制备方法，该制备方法所制备的纳米纤维膜通过创新的材料复合与结构设计，既能高效截留水样中的悬浮颗粒物，又能显著降低对于全氟物质的非特异性吸附，从而保证痕量全氟物质检测从采样源头到分析终点的准确性。

2、为了实现上述目的，第一方面，本申请提出一种抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，包括：

3、将乙烯-乙烯醇共聚物和醋酸纤维素熔融共混，得到熔融共混物；

4、将熔融共混物熔融纺丝，经丙酮萃取，得到纳米纤维；

5、将纳米纤维分散于溶剂中进行高速剪切，得到纳米纤维悬浮液；

6、向纳米纤维悬浮液中加入交联剂并进行搅拌，交联处理得到交联纳米纤维悬浮液；

7、将交联纳米纤维悬浮液涂覆于聚丙烯织物基材，干燥处理，得到纳米纤维膜；

8、将纳米纤维膜浸泡于碱性溶液，经水洗干燥，得到抗全氟物质吸附纳米纤维膜。

9、进一步的，乙烯-乙烯醇共聚物和醋酸纤维素的质量比为2：(3-8)。

10、进一步的，熔融共混的温度为210℃-225℃；和/或，

11、熔融纺丝的牵伸速度为700m/min-900m/min。

12、进一步的，溶剂为去离子水和异丙醇的混合溶液；异丙醇和去离子水的体积比为1：(1-3)，纳米纤维与去离子水和异丙醇的混合溶液的质量比为(1-10)：100。

13、进一步的，高速剪切的速度为10000rpm-12000rpm，高速剪切的时间为15min-20min。

14、进一步的，交联剂为戊二醛溶液；戊二醛溶液的质量分数为10%-25%，戊二醛溶液与纳米纤维悬浮液的体积比为(1-10)：100；和/或，

15、交联处理的时间为0.5h-3h。

16、进一步的，涂覆的厚度为10μm-25μm；和/或，

17、干燥处理的温度为20℃-70℃。

18、进一步的，碱性溶液包括氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种，碱性溶液的浓度为1.0mol/l-3.0mol/l；和/或，

19、浸泡的时间为0.5h-5h。

20、第二方面，本申请提出一种抗全氟物质吸附纳米纤维膜，由上述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法制备得到。

21、进一步的，抗全氟物质吸附纳米纤维膜的孔径范围为100nm-800nm。

22、本申请的有益技术效果为：

23、在本申请的技术方案中，通过物理结构调控与表面化学改性相结合的协同策略，构建一种对全氟物质具有极低非特异性吸附的纳米纤维膜材料。该方法将拓扑结构设计与表面惰性化处理相融合，实现了对全氟物质采样过程中吸附率低于5%的技术目标，解决了传统采样材料因吸附损失影响检测准确性的关键问题。通过解决上述问题，本发明预期实现以下技术效果：所制备的纳米纤维膜对典型pfas（如全氟辛酸pfoa、全氟辛烷磺酸pfos等）的吸附损失率显著低于现有商品化滤膜（如聚四氟乙烯ptfe、尼龙膜）及现有技术中的功能化富集膜，过滤回收率可达90%以上；膜材料具有均匀的纳米纤维网络结构，孔径可控，能够有效截留0.22μm以上的颗粒物，满足环境水样过滤的通用要求；制备工艺简单高效、重复性好，适合规模化生产；该膜可作为一次性过滤耗材，与常规过滤装置兼容，便于在环境监测实验室及野外采样现场推广应用。

24、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

1.一种抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述乙烯-乙烯醇共聚物和所述醋酸纤维素的质量比为2：(3-8)。

3.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为210℃-225℃；和/或，

4.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水和异丙醇的混合溶液，所述异丙醇和所述去离子水的体积比为1：(1-3)，所述纳米纤维与所述去离子水和异丙醇的混合溶液的质量比为(1-10)：100。

5.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述高速剪切的速度为10000rpm-12000rpm，所述高速剪切的时间为15min-20min。

6.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂为戊二醛溶液，所述戊二醛溶液的质量分数为10%-25%，所述戊二醛溶液与所述纳米纤维悬浮液的体积比为(1-10)：100；和/或，

7.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述涂覆的厚度为10μm-25μm；和/或，

8.根据权利要求1所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，碱性溶液包括氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种，所述碱性溶液的浓度为1.0mol/l-3.0mol/l；和/或，

9.一种抗全氟物质吸附纳米纤维膜，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的抗全氟物质吸附纳米纤维膜，其特征在于，所述抗全氟物质吸附纳米纤维膜的孔径范围为100nm-800nm。