專利名稱：亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備方法及用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜的制備方法，尤其涉及一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備方法及用途。
背景技術(shù)：
由于重金屬離子對環(huán)境高的污染性，探測和去除重金屬離子變得非常重要。目前出現(xiàn)了很多重金屬離子探測的方法，比如比較傳統(tǒng)的儀器分析法，包括原子吸收光譜法、電感耦合等離子體光譜等。如今基于熒光、表面等離子體共振和表面拉曼散射增強的光學探測的方法已經(jīng)出現(xiàn)了。盡管這些探測的方法對重金屬離子具有很高的靈敏度和很短的響應(yīng)時間，但大多數(shù)無法逃避需要復雜的檢測儀器和較大的花費的缺點?；谏鲜鲈?，根據(jù)顏色的變化，能用肉眼就能檢測的方法越來越引起了人們的注意。對用于重金屬離子吸附去除的一種吸附劑的研究是如今的研究熱點。一種高效的吸附劑應(yīng)該同時具有很大的比表面積和含有多功能官能團的特點。多功能官能團能夠?qū)χ亟饘匐x子進行結(jié)合吸附，而較大的比表面積能保重吸附劑和重金屬離子有較大的接觸。目前用多功能官能團修飾的多孔材料被廣泛地用來做重金屬離子的吸附劑。但不幸的是，大多數(shù)被報到的吸附劑材料很少同時具有探測和吸附的雙重功能。因此研究一種對重金屬離子同時具有簡單的探測和高效吸附的材料變得非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備方法及用途。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備方法的步驟如下:
1)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與1.4mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合，放置2_3天，生成Cu(OH)2納米線溶液，20 ml Cu (OH) 2納米線溶液過濾在孔徑大小為200 nm的聚碳酸酯多孔膜板上形成納米級厚親水的介孔膜；
2)將4.9mlCu(OH)2納米線溶液和0.1ml質(zhì)量分數(shù)為1%的明膠蛋白質(zhì)溶液混合攪拌2-3分鐘得到明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液，5ml明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液過濾到納米級厚親水的介孔膜上，用3ml，質(zhì)量分數(shù)為2.5%的戊二醛溶液膠聯(lián)2-3小時得到明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜,將明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜從聚碳酸酯多孔膜板上取下，用pH=2的稀鹽酸去除Cu(OH)2納米線得到無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜；
3)將無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜放入到IOml濃度為50-100μ M，pH值為2的亞鐵氰化鉀溶液中1-3天，并用去離子水中清洗2-3次，得到亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復
合薄膜。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于重金屬離子的探測。
所述用于重金屬離子探測的方法為:將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到10ml，濃度為100 μ M的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中，薄膜顯示不同的顏色，根據(jù)顏色的不同可以探測重金屬離子。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于重金屬離子的吸附去除。所述用于重金屬離子吸附去除的方法為:將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到IOml濃度為25 μ M的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中反應(yīng)7天，對Fe3+的吸附能力為10.lmg.g_1,對Cu2+的吸附能力為13.3 mg.g_1,對Co2+的吸附能力為
5.4 mg.g_\對Pb2+的吸附能力為15.9 mg.g_\對Cd2+的吸附能力為18 mg.g'本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜制備方法簡單易行，無污染。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜能同時進行重金屬離子的探測和吸附去除。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于探測的探測方法相當簡單，只要根據(jù)亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜顏色的變化用肉眼就能進行區(qū)分出來，不需要復雜的儀器，而且探測的靈敏度高，響應(yīng)時間短。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于重金屬離子吸附去除的能力較高，比傳統(tǒng)的活性炭吸附劑的吸附能力高出幾十倍甚至幾百倍。


圖1是亞鐵氰根離子修飾的明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的TEM 圖2a)是亞鐵氰根離子修飾的明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Fe3+后的TEM 圖2b)是亞鐵氰根離子修飾的明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Cu2+后的TEM 圖2c)是亞鐵氰根離子修飾的明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Co2+后的TEM 圖2d)是亞鐵氰根離子修飾的明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Pb2+后的TEM 圖2e)是亞鐵氰根離子修飾的明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Cd2+后的TEM 圖3a)是亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Cu2+后的能譜 圖3b)是亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Co2+后的能譜 圖3c)是亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Pb2+后的能譜 圖3d)是亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜吸附Cd2+后的能譜圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實例進一步說明本發(fā)明。實施例1
1)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與1.4mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合，放置2天，生成Cu(OH)2納米線溶液，20 ml Cu (OH) 2納米線溶液過濾在孔徑大小為200 nm的聚碳酸酯多孔膜板上形成納米級厚親水的介孔膜；
2)將4.9mlCu (OH)2納米線溶液和0.1ml質(zhì)量分數(shù)為1%的明膠蛋白質(zhì)溶液混合攪拌2分鐘得到明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液，5ml明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液過濾到納米級厚親水的介孔膜上，用3ml，質(zhì)量分數(shù)為2.5%的戊二醛溶液膠聯(lián)2小時得到明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜，將明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜從聚碳酸酯多孔膜板上取下，用pH=2的稀鹽酸去除Cu(OH)2納米線得到無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜； 3)將無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜放入到IOml濃度為50μ M，pH值為2的亞鐵氰化鉀溶液中I天，并用去離子水中清洗2次，得到亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜；
4)將上述獲得的亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到10ml，濃度為ΙΟΟμΜ的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中，發(fā)現(xiàn)薄膜顯示不同的顏色，根據(jù)顏色的不同可以探測重金屬離子；
5)將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于IOml濃度為25μ M的重金屬離子的吸附。得出對Fe3+的吸附能力為10.lmg.g_S對Cu2+的吸附能力為13.3 mg.g_\對Co2+的吸附能力為5.4 mg.g_S對Pb2+的吸附能力為15.9 mg.g_S對Cd2+的吸附能力為18mg.g_1。實施例2
1)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與1.4mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合，放置3天，生成Cu(OH)2納米線溶液，20 ml Cu (OH) 2納米線溶液過濾在孔徑大小為200 nm的聚碳酸酯多孔膜板上形成納米級厚親水的介孔膜；
2)將4.9mlCu (OH)2納米線溶液和0.1ml質(zhì)量分數(shù)為1%的明膠蛋白質(zhì)溶液混合攪拌3分鐘得到明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液，5ml明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液過濾到納米級厚親水的介孔膜上，用3ml，質(zhì)量分數(shù)為2.5%的戊二醛溶液膠聯(lián)3小時得到明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜，將明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜從聚碳酸酯多孔膜板上取下，用pH=2的稀鹽酸去除Cu(OH)2納米線得到無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜；
3)將無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜放入到IOml濃度為100μΜ，ρΗ值為2的亞鐵氰化鉀溶液中3天，并用去離子水中清洗3次，得到亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜；
4)將上述獲得的亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到10ml，濃度為ΙΟΟμΜ的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中，發(fā)現(xiàn)薄膜顯示不同的顏色，根據(jù)顏色的不同可以探測重金屬離子；
5)將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于IOml濃度為25μ M的重金屬離子的吸附。得出對Fe3+的吸附能力為10.lmg.g_S對Cu2+的吸附能力為13.3 mg.g_\對Co2+的吸附能力為5.4 mg.g_S對Pb2+的吸附能力為15.9 mg.g_S對Cd2+的吸附能力為18mg.g_1。實施例3
1)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與1.4mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合，放置3天，生成Cu(OH)2納米線溶液，20 ml Cu (OH) 2納米線溶液過濾在孔徑大小為200 nm的聚碳酸酯多孔膜板上形成納米級厚親水的介孔膜；
2)將4.9mlCu (OH)2納米線溶液和0.1ml質(zhì)量分數(shù)為1%的明膠蛋白質(zhì)溶液混合攪拌3分鐘得到明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液，5ml明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液過濾到納米級厚親水的介孔膜上，用3ml，質(zhì)量分數(shù)為2.5%的戊二醛溶液膠聯(lián)3小時得到明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜，將明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜從聚碳酸酯多孔膜板上取下，用pH=2的稀鹽酸去除Cu(OH)2納米線得到無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜；
3)將無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜放入到IOml濃度為75μ M, pH值為2的亞鐵氰化鉀溶液中3天，并用去離子水中清洗3次，得到亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜；
4)將上述獲得的亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到10ml，濃度為ΙΟΟμΜ的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中，發(fā)現(xiàn)薄膜顯示不同的顏色，根據(jù)顏色的不同可以探測重金屬離子；
5)將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜用于IOml濃度為25 μ M的重金屬離子的吸附。得出對Fe3+的吸附能力為10.lmg.g_S對Cu2+的吸附能力為13.3 mg.g_\對Co2+的吸附能力為5.4 mg.g_S對Pb2+的吸附能力為15.9 mg.g_S對Cd2+的吸附能力為18mg.g_1。
權(quán)利要求
1.一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備方法，其特征在于它的步驟如下: 1)相同體積的4mM硝酸銅水溶液與1.4mM乙醇胺水溶液在磁力攪拌下混合，放置2_3天，生成Cu(OH)2納米線溶液，20 ml Cu (OH) 2納米線溶液過濾在孔徑大小為200 nm的聚碳酸酯多孔膜板上形成納米級厚親水的介孔膜； 2)將4.9mlCu(OH)2納米線溶液和0.1ml質(zhì)量分數(shù)為1%的明膠蛋白質(zhì)溶液混合攪拌2-3分鐘得到明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液，5ml明膠蛋白質(zhì)和Cu(OH)2納米線復合溶液過濾到納米級厚親水的介孔膜上，用3ml，質(zhì)量分數(shù)為2.5%的戊二醛溶液膠聯(lián)2-3小時得到明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜,將明膠蛋白質(zhì)和Cu (OH) 2納米線復合薄膜從聚碳酸酯多孔膜板上取下，用pH=2的稀鹽酸去除Cu(OH)2納米線得到無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜； 3)將無支撐的明膠蛋白質(zhì)薄膜放入到IOml濃度為50-100μ M，pH值為2的亞鐵氰化鉀溶液中1-3天，并用去離子水中清洗2-3次，得到亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜。
2.—種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的用途，其特征在于用于重金屬離子的探測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的用途，其特征在于所述用于重金屬離子探測的方法為:將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到10ml，濃度為100 μ M的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中，薄膜顯示不同的顏色，根據(jù)顏色的不同可以探測重金屬離子。
4.一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的用途，其特征在于用于重金屬離子的吸附去除。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的用途，其特征在于所述用于重金屬離子吸附去除的方法為:將亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜分別浸入到IOml濃度為25 μ M的Fe3+，Cu2+，Co2+，Pb2+和Cd2+溶液中反應(yīng)7天，得出對Fe3+的吸附能力為10.lmg.g4,對Cu2+的吸附能力為13.3 mg.g4,對Co2+的吸附能力為5.4 mg.g<,對Pb2+的吸附能力為15.9 mg.g'對Cd2+的吸附能力為18 mg.g'
全文摘要
本發(fā)明公開了一種亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備方法及用途。亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜的制備過程是用Cu(OH)2納米線作為過濾層和制孔劑，將明膠過濾在Cu(OH)2納米線上，膠聯(lián)并去除Cu(OH)2納米線，最后吸附亞鐵氰根離子后得到亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜，獲得的復合薄膜可用于重金屬離子的可視化探測和吸附去除，其探測方法相當簡單，只要根據(jù)亞鐵氰根離子修飾的多孔明膠蛋白質(zhì)復合薄膜顏色的變化用肉眼就能進行區(qū)分出來，不需要復雜的儀器，而且探測的靈敏度高，響應(yīng)時間短，其用于重金屬離子吸附去除的能力比傳統(tǒng)的活性炭吸附劑的吸附能力高出幾十倍甚至幾百倍。
文檔編號B01J20/24GK103100375SQ20131001659
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者彭新生, 史力, 葉志鎮(zhèn) 申請人:浙江大學