氨基乙酸型螯合納米纖維的研制.pdf

1、隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，重金屬污染問題日益嚴(yán)重。因此，研究高效、快速的重金屬污染治理技術(shù)具有重要意義。納米螯合纖維是一種新型重金屬離子吸附材料，因具有比表面積大、孔隙率高、吸附速率快、可再生性好、易與液相分離等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛研究。通過合成氨基乙酸型高分子，探索其高壓靜電紡絲可行性，詳細(xì)考察了高壓靜電紡絲條件與納米纖維的形貌關(guān)系，并進(jìn)一步探究了預(yù)交聯(lián)和交聯(lián)條件對納米纖維形貌、溶脹性和溶失率的影響，考察了納米纖維吸附熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等性能。<

2、br>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴合成的氨基乙酸型高分子自身不具備高壓靜電紡絲的性能，只能通過混紡方式實(shí)現(xiàn)高壓靜電紡絲。較理想的混紡液由PVA-1799(A)、PVA-1788(B)、氨基乙酸型高分子(C)三種成分組成，各成分的質(zhì)量比為1:2:2，且混紡液由10wt％PVA-1799(A)，15wt%PVA-1788(B)和30wt%氨基乙酸型高分子(C)溶液混合制備。⑵正交試驗(yàn)對高壓靜電紡絲條件優(yōu)化結(jié)果顯示：紡絲電壓24kV、流速0.5

3、ml/h、接收距離8.0cm的條件時(shí)，纖維形貌良好，其平均直徑為150nm±77nm。⑶氨基乙酸型納米纖維的交聯(lián)條件研究表明：在35℃下，采用戊二醛蒸汽預(yù)交聯(lián)的最佳時(shí)間為18 h，預(yù)交聯(lián)后仍能保持良好的納米纖維形貌；環(huán)氧氯丙烷二次交聯(lián)條件為：溶液濃度為20%，交聯(lián)劑溶液pH為3，反應(yīng)溫度40℃，時(shí)間4h，在此條件下交聯(lián)的纖維仍能保持蓬松的納米纖維狀，其纖維直徑為250±99nm。⑷紅外光譜分析表明：戊二醛、環(huán)氧氯丙烷均能有效地交聯(lián)纖維，

4、使纖維結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。交聯(lián)纖維的溶失率從68.67%大幅度降低至4.28%。⑸模擬重金屬廢水吸附實(shí)驗(yàn)表明：纖維的吸附性能與溶液pH有關(guān)系，纖維對銅離子和鉛離子的最佳吸附pH分別為3.0和5.5。⑹氨基乙酸型納米纖維膜對 Cu2+和 Pb2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級吸附動(dòng)力學(xué)模型。其中，在pH=3.0，初始濃度為50 mg/L的Cu2+溶液中，在30 min基本可達(dá)到吸附平衡；在pH=5.5，相同初始濃度的Pb2+溶液中，約50min可達(dá)到吸

5、附平衡。⑺納米纖維膜對Cu2+和Pb2+吸附率雖然隨著金屬離子的初始濃度的升高而有所降低，但是吸附容量呈增加趨勢，并且纖維對Cu(II)和Pb(II)的吸附過程均符合Langmiur等溫吸附模型；同時(shí)，納米纖維膜對Cu2+和Pb2+的吸附效率受到溫度的影響，隨著溫度增加而有所增強(qiáng)，在溫度40℃時(shí)，纖維對Cu2+的吸附率可達(dá)93.08%，對Pb2+的吸附率達(dá)96.69%。⑻經(jīng)五次循環(huán)吸附/解析后，氨基乙酸型納米纖維膜對Cu(II)和Pb(