PAN功能纖維膜的制備及其吸附性能研究.pdf

1、工業(yè)化的快速發(fā)展不僅帶來了經(jīng)濟效益，也帶來了很多亟待解決的弊端，諸如重金屬離子和染料分子對水環(huán)境所帶來的污染與危害。伴隨水污染進入自然界的重金屬和染料會對動植物的生長代謝產(chǎn)生極大影響，隨食物鏈進入人體后則會誘發(fā)各種疾病，因此，去除水溶液中重金屬離子和染料分子尤為重要。眾多去除方法中，吸附法以成本低廉、操作簡易的優(yōu)勢成為熱門方法。本文以聚丙烯腈(PAN)為基體，利用靜電紡絲技術(shù)和化學(xué)方法，制備出三種不同的納米纖維膜作為吸附材料，系統(tǒng)研究了

2、其對水溶液中銅離子、亞甲基藍(MB)和酸性黑(AB)的吸附行為。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)PAN基鰲合纖維膜的制備及其對銅離子的吸附性能研究
　　利用靜電紡絲技術(shù)制備出PAN纖維膜，在氫氧化鈉對PAN纖維膜進行部分水解的基礎(chǔ)上，再利用聚乙烯亞胺對部分水解的PAN纖維膜進行胺化處理，制備出螯合纖維膜APAN，并系統(tǒng)研究了其對水溶液中銅離子的吸附行為。掃描電子顯微鏡(SEM)分析顯示，功能化后的單根纖維有明顯褶皺和粘連，表明

3、纖維表面有物質(zhì)附著。傅里葉紅外圖譜(FTIR)分析顯示在1680cm-1附近出現(xiàn)H-C=N鍵的伸縮振動峰。元素分析(EA)表明纖維膜中N元素含量增加了2.54％。以上分析均驗證了APAN纖維膜的成功制備。吸附實驗表明APAN纖維膜對銅離子的吸附行為更符合Langmuir和準二級動力學(xué)模型，在pH為6、吸附時間為60min、常溫下最大吸附量達到149.8mg·g-1。
　　(2)β-環(huán)糊精染料捕獲增強PAN纖維膜對MB的吸附性能

4、r>　　利用靜電紡絲技術(shù)，將PAN和β-環(huán)糊精(β-CD)混合制備出β-CD/PAN復(fù)合纖維膜，研究了不同β-CD配比對聚合物溶液物性參數(shù)的影響以及對纖維膜微結(jié)構(gòu)的改變，并利用復(fù)合纖維膜對水溶液中MB進行了吸附研究。物性數(shù)據(jù)表明，β-CD的加入使得紡絲液的電導(dǎo)率和黏度達到紡絲適宜范圍，提高了紡絲性能。SEM分析表明，β-CD極大改善了PAN纖維的微觀形貌，PAN纖維上少量的串珠結(jié)構(gòu)已不復(fù)存在，同時復(fù)合纖維平均直徑隨著β-CD的加入量變大

5、而增加。FTIR的分析也表明復(fù)合纖維膜的成功制備。吸附實驗表明復(fù)合纖維膜對MB的吸附量高于純PAN纖維膜，吸附行為符合Langmuir和準二級動力學(xué)模型，在pH為7、吸附時間為40min、常溫下最大吸附量為20.66mg·g-1。
　　(3)PAN基陰離子交換纖維膜的制備及其對AB的吸附研究
　　以β-CD/PAN復(fù)合纖維膜為基體，利用三乙烯四胺溶液(TETA)對纖維膜進行化學(xué)處理，制備出含氨基的TETA-β-CD/PAN陰