本發(fā)明涉及納米材料的制備領(lǐng)域，具體地涉及一種人工肺表面活性物質(zhì)用于去除PM2.5的方法，一種用于吸附重金屬離子的纖維膜的制備方法。

背景技術(shù)：

膠原纖維是表面含有氨基、羧基等活性基團(tuán)的一種高分子材料，還是自然界本就存在的一種物質(zhì)，可以與金屬離子形成螯合物，而我們可以通過對其進(jìn)行化學(xué)改性，增強(qiáng)表面基團(tuán)的活性程度，改善吸附金屬離子的性能。例如，王茹等人利用單寧分子中的酚羥基可與金屬離子配位這一原理，將單寧固化于皮膠原纖維上制備新型改性吸附劑，研究結(jié)果表明吸附劑與吸附質(zhì)之間的作用為靜電結(jié)合，吸附過程符合Freundlich吸附模型。同時(shí)，改性膠原纖維對Mo具有選擇吸附性，且吸附材料可再生。

絲素蛋白是從蠶絲中提取的天然高分子纖維蛋白，對細(xì)胞的粘附、擴(kuò)展、分化和生長的作用與膠原相似，且在體內(nèi)引起的免疫反應(yīng)要比膠原弱。此外，絲素蛋白價(jià)格低廉，來源廣泛，且具有極好的生物相容性、出色的力學(xué)性能、易加工性，可控的降解性能，已廣泛用于組織工程修復(fù)材料，如血管修復(fù)、皮膚修復(fù)、骨組織修復(fù)等，以及藥物載體材料。絲素富含多種功能基團(tuán)，通過與其他材料或活性物質(zhì)復(fù)合，能起到對組織結(jié)構(gòu)填充以及功能修復(fù)的多重協(xié)同作用。

肺表面活性物質(zhì)（PS）是一種存在于支氣管及肺泡表面的能降低肺泡表面張力的物質(zhì)。它由Ⅱ型肺泡細(xì)胞產(chǎn)生，主要成分有兩部分：脂質(zhì)和表面活性蛋白。其中脂質(zhì)的占比接近90%，而脂質(zhì)中磷脂又占了絕大部分，其他脂質(zhì)還有：膽固醇，甘油三酯和游離的脂肪酸等。磷脂酰膽堿是表面活性物質(zhì)中含量最多的成分，占到了所有脂質(zhì)的70~80%。其中有飽和的磷脂酰膽堿占到了50~70%，主要是二棕櫚酸磷脂酰膽堿（DPPC），它是降低肺表面活性物質(zhì)表面張力的主要成分。此外，磷脂酰甘油含約8%，其他脂質(zhì)還有：磷脂酰乙醇胺約5%，磷脂酰肌醇約3%，還有少量的磷脂酰絲氨酸、溶血磷脂酰膽堿和鞘磷脂。有研究表明，重金屬能與肺泡和上皮細(xì)胞表面DPPC相互作用沉積，啟動內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，脂質(zhì)合成基因乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，Acaca）表達(dá)增加并介導(dǎo)乙酰輔酶A向丙二酰輔酶A轉(zhuǎn)化，促進(jìn)脂肪酸合成；而甘油二酯?；D(zhuǎn)移酶（diglyceride acyltransferase，Dgat）2和激素敏感脂肪酶（Lipe）表達(dá)增加促進(jìn)甘油三酯（triglycerides，TG）合成，這一系列脂肪化從而降低重金屬進(jìn)入體內(nèi)。但是，到目前為止，未見與DPPC性質(zhì)相似的人工肺表面活性物質(zhì)用于重金屬離子吸附材料方面的制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的提供一種人工肺表面活性物質(zhì)用于去除PM2.5的方法，該方法利用絲素蛋白與人工肺表面活性物質(zhì)的共同作用，通過靜電紡絲技術(shù)制備能高效吸附重金屬離子的纖維膜，從而大幅度地增強(qiáng)重金屬離子的吸附效果。該技術(shù)制備方法簡單，所得的產(chǎn)品性能明顯高于現(xiàn)有市場的產(chǎn)品。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，以絲素蛋白與人工肺表面活性物質(zhì)為吸附材料，通過靜電紡絲技術(shù)制備能高效吸附重金屬離子的纖維膜；將該纖維膜用于現(xiàn)有分體式口罩的核心芯體，能大幅提高現(xiàn)有口罩的防霾效果。

本發(fā)明的方法包括如下步驟：

一種人工肺表面活性物質(zhì)用于去除PM2.5的方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

（1）絲素蛋白的改性

將絲素蛋白（SF）與DPPC按照摩爾比為10:1-1:1溶解在10mL，0.1M的MES溶液中，MES溶液pH=5.5，嗎啉乙磺酸，2小時(shí)后加入與DPPC等摩爾比的1-乙基-3-[3-二甲基氨基丙基]碳化二亞胺鹽酸化物（EDC）和N-羥基琥珀酰亞胺（NHS），室溫?cái)嚢?小時(shí)后取出，水洗干燥，最后將絲素蛋白水溶液置于-80℃的冷凍干燥儀器中凍干得到絲素蛋白粉；

（2）纖維膜的制備

將等質(zhì)量的絲素蛋白粉和磷脂等配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7號針頭，利用已有的靜電紡絲設(shè)備，設(shè)置的儀器參數(shù)為：加載電壓在10-20 kV，注射器跟接收板距離為7-12 cm，推進(jìn)速度0.1 ml/h-0.3 ml/h，空氣相對濕度35-45%，靜電紡絲完成即可得納米纖維;

（3）粉塵的吸附

將纖維膜制作成10cm × 10cm，作為分體式口罩的芯體得到新型霧霾口罩,將口罩置于霧霾評價(jià)倉中，以柴油機(jī)為污染源發(fā)生器，通過粉塵檢測儀、粉塵成分分析等技術(shù)檢測口罩對霧霾的治理效果。

所述的磷脂為大豆卵磷脂、蛋黃卵磷脂、氫化卵磷脂、氫化大豆磷脂酰膽堿、氫化蛋磷脂酰膽堿、二月桂酰磷脂酰膽堿、二肉豆寇酰磷脂酰膽堿、二硬脂酰磷脂酰膽堿、1-肉豆寇酰-2-棕櫚酰磷脂酰膽堿、1-棕櫚酰-2-硬脂酰磷脂酰膽堿、1-硬脂酰-2-棕櫚酰磷脂酰膽堿、1-棕櫚酰-2-油酰磷脂酰膽堿、1-硬脂酰-2-亞油酰磷脂酰膽堿或二油酰磷脂酰膽堿中的至少一種。

所述的步驟（3）中，加載電壓在10-20 kV，優(yōu)選為12-18 kV。

所述的步驟（3）中，注射器跟接收板距離為7-12cm，優(yōu)選為8-10 cm。

所述的步驟優(yōu)選為（3）中，推進(jìn)速度0.1 ml/h-0.3 ml/h，優(yōu)選為0.1 ml/h-0.2 ml/h。

所述的步驟（3）中，空氣相對濕度35-45%，優(yōu)選為35%-40%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）本發(fā)明通過靜電紡絲制備納米纖維膜，能有效控制纖維膜的孔隙率，去除不同粒徑的PM2.5的顆粒。（3）本發(fā)明采用天然的絲素蛋白和人工肺表面活性物質(zhì)，能有效提高吸附劑與金屬離子的接觸面積，去除重金屬離子。本發(fā)明所制備的薄膜應(yīng)用方便，方法簡單，可操作性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

a. 絲素蛋白的改性

將1mol，SF與0.5mol，DPPC溶解在10mL，0.1M的MES溶液（pH=5.5，嗎啉乙磺酸）中，2小時(shí)后加入與DPPC等0.5mol的EDC和NHS，室溫?cái)嚢?小時(shí)后取出，水洗干燥，最后將絲素蛋白水溶液置于-80℃的冷凍干燥儀器中凍干得到絲素蛋白粉。

b. 纖維膜的制備

將等質(zhì)量的絲素蛋白粉和蛋黃卵磷脂等配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7號針頭，利用已有的靜電紡絲設(shè)備，設(shè)置的儀器參數(shù)為：加載電壓在15kV，注射器跟接收板距離為8cm，推進(jìn)速度0.3ml/h，空氣相對濕度40%，靜電紡絲完成即可得納米纖維。

檢測結(jié)果：除塵率87%，重金屬吸附率65%。

實(shí)施例2

a. 絲素蛋白的改性

將1mol，SF與0.1mol，DPPC溶解在10mL，0.1M的MES溶液（pH=5.5，嗎啉乙磺酸）中，2小時(shí)后加入與DPPC等0.1mol的EDC和NHS，室溫?cái)嚢?小時(shí)后取出，水洗干燥，最后將絲素蛋白水溶液置于-80℃的冷凍干燥儀器中凍干得到絲素蛋白粉。

b. 纖維膜的制備

將等質(zhì)量的絲素蛋白粉和1-肉豆寇酰-2-棕櫚酰磷脂酰膽堿等配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7號針頭，利用已有的靜電紡絲設(shè)備，設(shè)置的儀器參數(shù)為：加載電壓在18kV，注射器跟接收板距離為10cm，推進(jìn)速度0.1ml/h，空氣相對濕度35%，靜電紡絲完成即可得納米纖維。

檢測結(jié)果：除塵率63%，重金屬吸附率43%。

實(shí)施例3

a. 絲素蛋白的改性

將0.5mol，SF與0.5mol，DPPC溶解在10mL，0.1M的MES溶液（pH=5.5，嗎啉乙磺酸）中，2小時(shí)后加入與DPPC等0.5mol的EDC和NHS，室溫?cái)嚢?小時(shí)后取出，水洗干燥，最后將絲素蛋白水溶液置于-80℃的冷凍干燥儀器中凍干得到絲素蛋白粉。

b. 纖維膜的制備

將等質(zhì)量的絲素蛋白粉和二油酰磷脂酰膽堿等配置成3%的水溶液5ml，所得的溶液放入注射器中，采用7號針頭，利用已有的靜電紡絲設(shè)備，設(shè)置的儀器參數(shù)為：加載電壓在15kV，注射器跟接收板距離為8cm，推進(jìn)速度0.2ml/h，空氣相對濕度35%，靜電紡絲完成即可得納米纖維。

檢測結(jié)果：除塵率92%，重金屬吸附率85%。