基于廢水處理的PCL-Fe3O4磁性復(fù)合納米纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、紡織染料廢水的排放和循環(huán)利用由于成本高、污染大，已成為紡織企業(yè)共同面臨的難題。亞甲基藍(lán)是紡織印染中一種常用染料，處理含有亞甲基藍(lán)染料廢水的方法主要有生物降解法、混凝沉降法、氧化處理法、活性炭吸附法和光催化法等，而Fenton試劑氧化法具有氧化能力強(qiáng)、降解效率高、設(shè)備成本低、無(wú)毒副產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)，是一種有效降解廢水的方法。然而納米級(jí)的Fe3O4顆粒作為Fenton試劑原料易發(fā)生團(tuán)聚，降低自身的反應(yīng)活性，處理完廢水后不易分離，且會(huì)產(chǎn)生二次污染。

2、
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文研究了Fe3O4納米粒子通過(guò)靜電紡絲技術(shù)負(fù)載到納米纖維上的可行性，制備具有催化效應(yīng)的磁性復(fù)合納米纖維膜。研究了復(fù)合纖維膜在降解亞甲基藍(lán)染料過(guò)程的作用機(jī)理，模擬復(fù)合纖維膜在廢水中的應(yīng)用?；谶@個(gè)目標(biāo)，本論文開(kāi)展了以下兩個(gè)方面的研究：
　?。?）磁性復(fù)合納米纖維的制備。本課題通過(guò)大量的預(yù)實(shí)驗(yàn)分析，選用可紡性好的聚己內(nèi)酯（PCL）作為紡絲原料，以聚合物濃度和納米顆粒Fe3O4含量為切入點(diǎn)，通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制

3、備出不同F(xiàn)e3O4含量的PCL/Fe3O4磁性復(fù)合納米纖維。通過(guò)SEM分析，聚合物濃度為15％PCL纖維的形貌結(jié)構(gòu)光滑，纖維平均直徑較大，可以負(fù)載更多的Fe3O4納米顆粒，但是顆粒含量的增加，易在纖維中發(fā)生團(tuán)聚，納米纖維的尺寸不均勻性變大；利用FTIR、DSC和XRD分析了不同F(xiàn)e3O4含量的PCL/Fe3O4復(fù)合纖維中的分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，PCL與Fe3O4之間為物理復(fù)合，結(jié)晶行為沒(méi)有發(fā)生改變；利用PMA孔徑測(cè)試儀和拉伸強(qiáng)度測(cè)試儀，分

4、別測(cè)試了復(fù)合纖維膜的多孔的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，為后期降解亞甲基藍(lán)的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)；利用先進(jìn)的VSM磁學(xué)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)復(fù)合納米纖維的磁性進(jìn)行分析，觀察其磁性能變化。
　?。?）復(fù)合纖維膜降解亞甲基藍(lán)的性能研究。利用Fenton試劑的強(qiáng)氧化性原理，將制成的PCL/Fe3O4復(fù)合纖維膜降解亞甲基藍(lán)模擬廢水。利用單因子變量的方法探索了初始pH值、纖維膜的投入量、復(fù)合納米纖維中Fe3O4含量、溶液中初始H2O2濃度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)降解效果的影響，并

5、在最佳降解條件下，探討其復(fù)合納米纖維膜的循環(huán)使用性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在初始pH值為3、纖維膜的投入量為65mg、Fe3O4含量為150mg/L、初始H2O2濃度為15%、反應(yīng)時(shí)間為150min時(shí)，降解性能最佳；復(fù)合纖維膜重復(fù)循環(huán)使用6次，仍具有良好的降解性和穩(wěn)定性。
　　通過(guò)本課題的初步探索，利用靜電紡絲技術(shù)成功地將Fe3O4顆粒均勻負(fù)載于納米纖維膜上，在模擬廢水處理中可以有效的降解亞甲基藍(lán)染料，為工業(yè)印染廢水處理提供了新的解決思