本发明属于吸附剂材料，具体涉及一种用于重金属离子吸附的生物质纳米复合膜及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着经济的快速发展和城市工业化的加剧，重金属离子污染治理已刻不容缓。重金属离子本身难以降解，对水生生物和人体具有不可逆的毒性，具有累积效应。同时，由于重金属具有高毒性、难降解、易生物蓄积等特点，其可通过食物链在人体内长期积累，从而对神经、生殖和心血管系统产生严重危害，导致癌症、畸形和死亡。目前，对废水中重金属离子的处理方法主要包括过滤、絮凝法、吸附法、化学沉淀法、离子交换法以及电化学法等。吸附法因其材料来源广泛、处理效果优良、价格低廉、适应范围广等优点被广泛使用。
2、目前，传统的碳基吸附材料和高分子基材料可通过氧化进行物理活化，也可经强酸、强碱或盐处理进行化学活化从而提高吸附性能。但具有污染大、工艺复杂、处理时间长、吸附效率低等缺点。新型吸附材料（金属有机框架-mof、mxenes等）具有比表面积大、孔隙率高、成分可控、金属中心分布均匀等优点，但其具有易于团聚，分散不均、不易回收等缺点。因此，开发一种简易快捷且绿色高效的重金属离子吸附材料膜及其制备方法对于促进生物质资源的高值化利用，推动功能性生物质基吸附材料的发展和改善水体重金属污染问题都具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供了一种用于重金属离子吸附的生物质纳米复合膜及其制备方法和应用，通过表面原位生长mof进一步提高复合膜的比表面积和活性位点，从而协同提高纳米复合膜对重金属的高效捕捉和吸附稳定性。
2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
3、本发明的第一目的是提供一种用于重金属离子吸附的生物质纳米复合膜的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、取一定量的壳聚糖和微晶纤维素分别溶于离子液体中，聚丙烯腈溶于n,n-2-甲基甲酰胺溶液，得到的3wt%壳聚糖溶液、9wt%纤维素溶液和12wt%聚丙烯腈溶液以备用；
5、s2、将聚丙烯腈、微晶纤维素和壳聚糖溶液按预设质量比进行互溶，搅拌超声，以除去汽包得到混合均匀纺丝液；
6、s3、取步骤s2得到的纺丝液通过静电纺丝设备得到多孔纳米复合膜；
7、s4、对步骤s3得到的复合膜进行不同气氛低温等离子体处理以引入不同种类和含量的含氧含氮官能团；
8、s5、处理后的复合膜上进行金属有机框架-zif-8的原位生长，即先将复合膜置于六水合硝酸锌溶液中浸泡，随后加入二甲基咪唑溶液，静止，得到生物质纳米复合膜。
9、进一步的，所述离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中的一种。
10、进一步的，微晶纤维素和壳聚糖溶液按质量比为1:1混合，随后上述混合液与聚丙烯腈按质量比为2:8混合。
11、进一步的，步骤s3中，静电纺丝的工艺为电压为16-18v，接收距离为10-20cm，针头大小为17-20#。
12、进一步的，步骤s4中，低温等离子体处理中采用的气体包括氨气、氧气、氮气和二氧化碳中的至少一种。
13、进一步的，步骤s4中，低温等离子体的参数放电功率为100-500w，处理时间为40s~100s。
14、进一步的，步骤s5中，取六水合硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶于甲醇溶液中，质量浓度比（2.38~2.40）:2.61；然后将二甲基咪唑甲醇溶液缓慢加六水合合硝酸锌甲醇溶液中，搅拌至溶液呈无色透明，静止至少12h。
15、本发明的第二目的是提供一种生物质纳米复合膜，采用上述的制备方法制备得到的。
16、本发明的第三目的是提供上述的生物质纳米复合膜在制备吸附剂产品中的应用。
17、本发明的第四目的是提供一种重金属离子吸附剂包含上述的生物质纳米复合膜。
18、与现有技术比较，本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
19、（1）本发明提供的一种用于重金属离子吸附的生物质纳米复合膜，前者分子链上存在大量的羟基，易于化学改性，从而引入对重金属离子具有螯合作用的基团，后者分子链上含有大量的羟基和氨基官能团，尤其是氨基中n原子保留孤电子对，能够很好的与重金属离子产生螯合，金属有机骨架则具有大的比表面积的高孔隙率。
20、（2）本发明将静电纺丝、低温等离子体及mof表面原位生长相结合。首先通过静电纺丝获得具有孔隙率可调的纤维素/壳聚糖纳米纤维膜材料，而后结合绿色无污染、操作简便和反应较快的等离子体改性在纳米纤维膜表面引入含氧含氮活性官能团，最后表面原位生长mof进一步提高复合膜的比表面积和活性位点，从而协同提高纳米复合膜对重金属的高效捕捉和吸附稳定性。
1.一种用于重金属离子吸附的生物质纳米复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中的一种。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，微晶纤维素和壳聚糖溶液按质量比为1:1混合，随后上述混合液与聚丙烯腈按质量比为2:8混合。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，静电纺丝的工艺为电压为16-18v，接收距离为10-20cm，针头大小为17-20#。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，低温等离子体处理中采用的气体包括氨气、氧气、氮气和二氧化碳中的至少一种。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，低温等离子体的参数放电功率为100-500w，处理时间为40s~100s。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s5中，取六水合硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶于甲醇溶液中，质量浓度比（2.38~2.40）:2.61；先将复合膜置于六水合硝酸锌甲醇溶液中浸泡30~35min然后将二甲基咪唑甲醇溶液缓慢加六水合合硝酸锌甲醇溶液中，搅拌至溶液呈无色透明，静止至少12h。
8.一种生物质纳米复合膜，其特征在于，采用如权利要求1-7所述的制备方法制备得到。
9.如权利要求8所述的生物质纳米复合膜在制备吸附剂产品中的应用。
10.一种重金属离子吸附剂，其特征在于，包含如权利要求8所述的生物质纳米复合膜。
