新型纖維的制備及對水中磷酸根吸附性能研究.pdf

1、離子交換纖維材料是近年來功能纖維材料領(lǐng)域中研究的熱點之一。由于離子纖維材料自身特點，纖維材料在有毒有害氣體污染控制、水污染控制以及重金屬離子去除和貴金屬富集提取等方面都得到了廣泛的研究和應(yīng)用。磷是植物生長所必須的三大營養(yǎng)元素之一，在自然界中大多數(shù)以磷酸鹽的形式存在。磷酸根在自然水體中也有大量存在。但是，過量的磷酸鹽已被公認為是富營養(yǎng)化和藍藻爆發(fā)的主要元兇之一。磷酸鹽的來源十分廣泛，從洗滌劑，顏料配制，水處理，電子工業(yè)，礦產(chǎn)加工和過量化肥

2、均可以排放到水系統(tǒng)中?，F(xiàn)在，已有包括物理、化學和生物等多種技術(shù)應(yīng)用于水體除磷。在這些方法中，吸附已成為有效除磷的研究熱點。
　　本課題研究目的在于制備出一種用于去除水體磷酸根離子的新型纖維。在制備過程中，需要減低化學試劑反應(yīng)對纖維物理性能的破壞，并使纖維具有一定的吸附能力。本課題以商品化離子交換纖維材料PAN作為基質(zhì)材料，采用化學改性方法制備了RPFA-II纖維材料。本文探討了合成RPFA-II纖維材料的最佳工藝條件，并通過紅外、

3、掃描電鏡和拉力測試，研究了RPFA-II纖維對水中磷酸根的吸附性能。實驗結(jié)果表明，RPFA-II纖維對磷酸根離子具有一定的吸附去除能力，飽和吸附容量可達5.90mg/g以上，吸附動力學性能優(yōu)越。當吸附20min時可以達到吸附平衡，對磷酸根離子的去除率在59％左右。吸附過磷酸根離子的RPFA-II纖維可以用1M NaOH溶液實現(xiàn)再生。再生后的研究結(jié)果表明，與原RPFA-II纖維相比較，再生后纖維的交換容量略有升高，但斷裂強力有所下降，具有

4、一定的再生性能。因此，RPFA-II離子交換纖維可以用于低濃度磷酸根離子（5mg/g）的吸附凈化，制備的材料具有再生循環(huán)使用性能。
　　此外，本課題還研究了以商品化離子交換纖維材料FIBANX-1作為基質(zhì)材料，采用負載固化方法制備和探討了合成RPFA-V纖維材料的最佳工藝條件，并進行了紅外和斷裂強力測試，用生物光學纖維鏡觀察纖維的表面結(jié)構(gòu)，并考察了RPFA-V纖維對水中磷酸根的吸附性能。實驗結(jié)果表明，RPFA-V纖維對磷酸根離子具

5、有一定的吸附去除能力，飽和吸附容量可達13.84mg/g以上，吸附動力學性能優(yōu)越。吸附20min時能夠達到吸附平衡，對磷酸根離子的去除率在95%以上。吸附過磷酸根離子的RPFA-V纖維可以用1M FeCl3溶液實現(xiàn)再生。再生后的研究結(jié)果表明，與原RPFA-V纖維相比較，再生后纖維的交換容量和斷裂強力均有所下降，具有一定的再生性能，再生性能有待進一步的提高。RPFA-V纖維材料可以用于低濃度磷酸根離子（5mg/g）的吸附凈化，是一種性能優(yōu)