AOPAN/RC纳米纤维膜的制备及对金属离子吸附性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)纳米纤维膜,通过化学改性制备偕胺肟化聚丙烯腈/再生纤维素(AOPAN/RC)纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜对单一金属离子(Fe~(3+))和混合金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Fe~(3+))的吸附性能。通过扫描电镜、红外光谱、X射线能谱仪等测试对纳米纤维膜进行了表征,并通过静态接触角测定纳米纤维膜亲水性能。研究表明,改性后制备的AOPAN/RC纳米纤维膜的亲水性能得到较大改善,同时纳米纤维膜能够高效吸附溶液中的金属离子,纳米纤维膜对单一组分Fe~(3+)的饱和吸附可达411.21mg/g,对于混合金属离子溶液,纳米纤维膜对其吸附能力顺序为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+),而且纳米纤维膜具备优良的重复使用能力。     

改性纳米SiO_2/PVA复合纤维的制备及重金属离子吸附性能

通过静电纺丝技术制备酰肟化功能改性的纳米SiO_2/聚乙烯醇(SiO_2/PVA)复合纤维膜。采用SEM、FTIR、DSC和TGA进行表征分析;考察了在水溶液中随pH值和接触时间的变化纤维膜对金属离子吸附效果的影响。研究表明,在pH=6的条件下,纳米纤维对金属离子的吸附最佳,对Cu2+、Ni 2+金属离子的最大吸附量分别为143.7mg/g和125.1mg/g,平衡吸附时间为240min。在纤维膜吸附的前50min内,SiO_2/PVA纤维膜对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附量为126.8mg/g和109.8mg/g,吸附率分别为90.18%和89.92%。通过吸附等温线和吸附方程考察SiO_2/PVA纤维对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附行为。结果显示,复合纤维对两种金属离子的吸附满足拟二级动力学方程,热力学分析表明,吸附过程符合Langmuir单层吸附。使用酸处理纤维膜进行再生吸附试验,发现循环4次试验后,吸附效率达到53%,结果说明复合纤维膜可作为可再生金属离子吸附材料。     

聚丙烯腈纤维改性条件优化及其对模拟电镀废水的净化作用

为了寻求低价、环保的电镀废水处理方案,将廉价的聚丙烯腈(PAN)纤维与羟胺试剂反应对PAN纤维进行改性,使其上氰基螯合获得偕胺肟基纤维。通过改变各种改性条件,探讨了改性条件对PAN改性纤维在重金属单离子溶液和多离子混合溶液中吸附性能的影响。结果表明:最佳改性条件为21.2 g/L PAN纤维,27.0 g/L盐酸羟胺,pH值为7.0,70℃下反应2 h;改性PAN纤维对模拟电镀废水中的Cu2+,Zn2+,Ni2+,Pb2+,Cd2+等重金属离子均有较好吸附性能,其中对Cd2+吸附效果最好,吸附量为55 mg/g;在多离子混合溶液中优先选择吸附Cd2+;改性PAN纤维再生效果优良,可重复利用。     

改性竹炭对水溶液中Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用不同方法对竹炭进行改性,寻求吸附效果最好的改性产品,并研究其对溶液中Cu2+、Cd2+的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附温度和溶液初始浓度对吸附效果的影响,同时与未改性竹炭的吸附性能进行了对比。实验结果表明:相同条件下,氧化改性竹炭对Cu2+、Cd2+的吸附效果明显优于其他方法改性竹炭和未经改性的竹炭。吸附温度为15℃、25℃、45℃时,氧化竹炭对Cu2+的最大吸附量分别为6.653mg/g、6.702mg/g和7.897mg/g,而氧化竹炭对Cd2+的最大吸附量分别为1.700mg/g、1.826mg/g和2.282mg/g。氧化改性竹炭对Cu2+、Cd2+的吸附均符合Freundlich方程和Langmuir方程。实验证明,氧化竹炭是一种应用前景广泛的重金属离子吸附剂。     

金属配合纤维对漆酶固定化性能的研究

以静电纺制备的PAN纳米纤维为原料,经偕胺肟基改性后,制得偕胺肟基螯合纳米纤维(AO-PAN),再 利 用AOPAN纳 米 纤 维 上 的 偕 胺 肟 基 与Cu2+ 、Co2+形成配 位键,将Cu2+ 、Co2+固定在AO-PAN纳米纤维上,形成金属配合纳米纤维,最后利用金属配合纤维上的Cu2+ 、Co2+与漆酶形成配位反应,将漆酶固定化。通过红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜连接的X射线能谱仪(EDAX)对不同处理阶段的PAN纳米纤维进行了观察分析,并对固定化漆酶的热稳定性、酸碱稳定性、存储稳定性及重复使用性能进行了研究。结果表明,经过配位反应固定的漆酶最适温度为50℃,最适pH值为3,存储稳定性比自由态漆酶高出30%~45%,并且表现出具有一定的可重复使用性。     

氨基化PAN@SiO2纳米纤维膜除铬性能研究

结合静电纺丝技术和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯腈(PAN)@SiO_2纳米纤维膜,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对PAN@SiO_2纳米纤维膜进行氨基改性,成功制备出APAN@SiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱等方法对纳米纤维膜的形貌、结构进行分析,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对纤维膜的除Cr(Ⅵ)能力进行表征。结果表明:纳米SiO_2颗粒在PAN纳米纤维膜表面生长后,使得PAN纳米纤维膜的比表面积从8.76m~2/g增大到13.32m~2/g;APAN@SiO_2复合纳米纤维膜的机械性能优异;在Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100mg/L、SiO_2溶胶-凝胶时间为6h、KH550体积分数为2%条件下,APAN@SiO_2复合纳米纤维膜除铬效果最好,最大吸附量达到112.6mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。循环吸附实验表明,APAN@SiO_2复合纳米纤维膜经过4次循环实验后,除铬效率依然保持在50%以上。     

巯基修饰PVDF-SiO_2复合纳米纤维膜的制备及其在处理Cu~(2+)方面的应用

结合静电纺丝技术和凝胶-溶胶法制备了PVDF-SiO2复合纳米纤维膜,通过3-羟丙基三甲氧基硅烷进行巯基修饰,成功制备出具有多级结构的巯基修饰PVDF-SiO2复合纳米纤维膜。除Cu2+实验表明该复合纳米纤维膜对Cu2+的最佳吸附pH为2,吸附符合Langmuir吸附模型,用Langmuir吸附等温式计算得巯基修饰的PVDF-SiO2复合纳米纤维膜对Cu2+的最大吸附量达到145.56mg/g,同时,该复合纳米纤维膜容易在水体中取出,循环利用性能良好。因此,在去除重金属离子(Cu2+)方面具有很好的应用前景。     

纤维素接枝共聚物对Cu2+和Ni2+吸附性能的研究

以己内酯为单体,在绿色溶剂离子液体中对纤维素进行接枝改性。研究了改性纤维素对金属离子Cu2+、Ni 2+的吸附性能,考察了金属溶液初始质量浓度和温度对吸附效果的影响,对比了改性纤维素对Cu2+和Ni 2+的吸附效果,同时对Cu2+的吸附热力学进行了研究。结果表明,在温度为298K,时间为2h时,改性纤维素对Cu2+、Ni 2+的吸附量分别为133mg/g、40.4mg/g;Cu2+初始质量浓度的增加及温度的降低有利于吸附的进行;改性纤维素对Cu2+的静态等温吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,吸附过程是放热过程。     

α-CD/PAN纤维膜对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

应用静电纺丝技术制备α-环糊精(α-CD)/聚丙烯腈(PAN)纤维膜,采用SEM、FT-IR分别对纳米纤维膜进行表征。通过考察pH值、吸附时间、重金属离子初始浓度、温度几个因素,系统研究了α-CD/PAN纤维膜对重金属离子的吸附影响。结果表明:在溶液pH=6,吸附时间为2h,重金属离子初始浓度为10mg/L,温度为35℃的条件下,纳米纤维膜对铜离子(Cu~(2+))、锌离子(Zn~(2+))、镍离子(Ni~(2+))和铅离子(Pb~(2+))的吸附达到最佳,吸附容量分别为9.11、9.02、9.31和8.87mg/g。     

固定漆酶对对苯二酚的降解研究

以静电纺制备的PAN纳米纤维为原料,用盐酸羟胺水溶液对其进行化学改性后得到偕胺肟基PAN螯合纳米纤维(AOPAN),将其与Cu~(2+)配位得到金属配合纳米纤维为载体固定漆酶,并研究了固定漆酶对对苯二酚的降解。分别采用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDAX)对不同处理阶段的PAN纳米纤维进行了观察分析,并对固定漆酶的性能进行了研究,通过测定不同降解阶段对苯二酚的吸光度变化来分析其降解情况。结果表明:改性后的PAN纳米纤维表面没有出现严重的裂痕或降解现象。固定漆酶的最适pH值为4,最适温度为50℃。铜离子配合螯合PAN纳米纤维膜(Cu-AOPAN)固定的漆酶,3次重复利用后,对对苯二酚的降解率分别为55.18%、50.75%、50.65%。     

固定化Cu~(2+)磁性壳聚糖微球的制备及应用研究

采用化学共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒,乳化交联法制备磁性壳聚糖微球。以环氧氯丙烷为活化剂,螯合铜离子制备了固定化Cu2+的磁性壳聚糖微球(Cu2+-IDA-MCS)为亲和介质。以乳源蛋白中发现的血管紧张素转化酶抑制肽(ACEI)Val-Ser-Leu-Pro-Glu-Try(VSLPEW)为模型分子,考察了Cu2+-IDA-MCS对VSLPEW的吸附效果。结果表明,固定化Cu2+的磁性壳聚糖微球吸附VSLPEW的最佳条件为:VSLPEW的初始浓度为2.0mg/mL,亲和介质的吸附时间为40min,吸附温度为30℃,缓冲液pH值为7.5,此时Cu2+-IDA-MCS对VSLPEW的最大吸附量达49.08mg/g。说明Cu2+-IDA-MCS是吸附VSLPEW的一种有效的亲和介质。     

改性PAN纳米纤维铁配合物的制备及其催化降解染料性能的比较研究

分别以聚丙烯腈(PAN)纳米纤维和普通PAN纤维为原料,经偕胺肟改性和Fe3+配位反应制备了两种改性PAN纤维铁配合物。考察和比较了偕胺肟改性和Fe3+配位反应中两种纤维的腈基转化率及其配合物中铁含量的变化。然后在表征的基础上分别将两种改性PAN纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料活性红195的氧化降解反应中,研究了两者在暗态和可见光辐射条件下的催化降解性能。结果表明,PAN纳米纤维比普通PAN纤维更容易发生偕胺肟改性和Fe3+配位反应。PAN纳米纤维铁配合物对可见光吸收性能略低于普通PAN纤维铁配合物。在染料的氧化降解反应中,PAN纳米纤维铁配合物具有更好的催化活性和稳定性,尤其在暗态时表现得更为突出。     

赖氨酸修饰磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其对Cu（Ⅱ）的吸附性能

采用化学共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米粒子,通过在磁性Fe3O4纳米粒子表面接枝赖氨酸,制备一种新型磁性纳米吸附剂。通过TEM、FT-IR、XRD、VSM对其进行表征,着重研究了其对Cu(Ⅱ)离子的吸附性能。结果表明,溶液pH值能显著影响吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附效果,pH为5时其效果最佳。等温吸附数据符合Langmuir模型,T=298K、pH=5、V=5mL时,吸附剂的饱和吸附容量qm=22.42mg/g,吸附常数为0.0346L/mg。     

聚酯纳米纤维改性膜的制备及对Cu(Ⅱ)的吸附

采用低温等离子体处理技术将丙烯酰胺(AM)接枝到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)静电纺丝膜上,实现了对PET纳米纤维膜的表面改性。用电子扫描显微镜(SEM)观察了纤维的形貌,红外(FT-IR)分析了纤维膜改性前后表面性质,通过铜离子吸附试验考察了纤维改性膜对Cu2+的吸附效果。结果表明:成功的将PET纳米纤维膜表面接枝上了AM,且该膜吸附水溶液中的Cu2+效果显著,适用于水中Cu2+的去除。     

P(MA-AA)纳米纤维膜的制备及其吸附铅离子的研究

采用溶液聚合法制备丙烯酸甲酯-丙烯酸的共聚物。用水及丙酮分别萃取纯化,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,配成质量分数为22%、26%、30%溶液,通过静电纺丝技术制备P(MA-AA)纳米纤维膜。借助扫描电镜(SEM)观察纳米纤维的表面形态,利用红外光谱对纳米纤维膜进行表征,并研究了P(MA-AA)纳米纤维膜对pb2+吸附性能。结果表明,当P(MA-AA)质量分数在30%时,可纺性较好,其平均直径分布在200~400nm之间;纳米纤维膜吸附pb2+是化学吸附过程,其平衡吸附量为269.35mg/g,而且有着良好的吸附再生性能。     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

改性聚四氟乙烯纤维与不同金属离子的配位反应动力学EI北大核心CSCD

将聚丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯纤维(PAA-g-PTFE)分别与3种金属离子Fe3+、Cu2+或Ce3+进行配位反应,研究了配位反应的动力学特性及温度和金属离子初始浓度的影响,并计算和比较了相关的动力学参数。结果表明,PAA-gPTFE与3种金属离子的配位反应都属于一级反应,并能使用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行描述。且金属离子初始浓度的增加可促进金属离子在纤维表面配合量的提高。在相同条件下3种金属离子的配合量和反应速率常数依下列顺序排列:Fe3+>Cu2+>Ce3+,而其反应活化能则表现出相反趋势,说明2种过渡金属离子更易于与PAA-g-PTFE发生配位反应。     

改性聚四氟乙烯纤维与不同金属离子的配位反应动力学

将聚丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯纤维(PAA-g-PTFE)分别与3种金属离子Fe3+、Cu2+或Ce3+进行配位反应,研究了配位反应的动力学特性及温度和金属离子初始浓度的影响,并计算和比较了相关的动力学参数。结果表明,PAA-gPTFE与3种金属离子的配位反应都属于一级反应,并能使用Langmuir和Freundlich等温吸附模型进行描述。且金属离子初始浓度的增加可促进金属离子在纤维表面配合量的提高。在相同条件下3种金属离子的配合量和反应速率常数依下列顺序排列:Fe3+>Cu2+>Ce3+,而其反应活化能则表现出相反趋势,说明2种过渡金属离子更易于与PAA-g-PTFE发生配位反应。     

改性海泡石对电镀废水中Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附

用盐酸溶液对海泡石处理后在 4 5 0℃下灼烧 ,制备出改性海泡石。在动态条件下 ,研究了改性海泡石对重金属离子Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +的吸附效果及条件。探讨了改性海泡石对重金属离子Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +的吸附机理。含Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +的电镀废水经改性海泡石吸附后 ,重金属离子含量显著低于国家排放标准     

介孔-枝状化合物复合体系对重金属离子吸附研究

在高含量硅羟基的SBA-15介孔孔道中用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)表面改性后, 在介孔孔道内合成了1代和2代的PAMAM (Poly(amide amine)) 枝状化合物. 利用该复合体系进行了重金属离子吸附实验, 并与只用APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷) 改性的SBA-15进行对比, 得到了各代样品对Pb²⁺和Cu²⁺的饱和吸附容量, 并且用TG-MS分析方法证实了PAMAM改性后的SBA-15对金属离子的络合强度要比仅用APTES改性的要强. 在模拟废水溶液吸附实验中, 该复合体系对Pb²⁺、Zn²⁺离子具有选择吸附, 处理后溶液中Pb²⁺、Zn²⁺离子浓度为0.003mg/L和0.037mg/L, 均低于国家饮用水标准.