纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu~(2+)吸附性能

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu~(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu~(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu~(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu~(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu~(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

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。     

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。     

柔性PMMA/TiO_2复合超细纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备出聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合超细纤维膜,并通过水热法处理得到PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了pH值对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明,成功制备出了比表面积较大,催化活性较高的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜;在水热反应过程中pH=8时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为锐钛矿型,且比表面积较大,对拟污染物亚甲基蓝的脱色率达到95%。     

水热反应温度对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌和性能的影响

利用静电纺丝技术成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合纳米纤维膜,通过水热法处理得到了PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行了表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了反应温度对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明:水热反应温度为200℃时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为纯锐钛矿型,且晶体生长速率较快,比表面积较大,对污染物亚甲基蓝的脱色效率最高,可达98.93%。     

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。     

聚酰亚胺/TiO_2复合物纳米纤维的制备及其光催化性能研究

利用静电纺丝方法并协同亚胺化制备了聚酰亚胺(PI)/二氧化钛(TiO_2)复合纳米纤维膜。研究发现TiO_2成功复合到纳米纤维当中,随着TiO_2纳米颗粒含量的增加,纳米纤维的直径变细,PI/TiO_2复合纳米纤维膜的机械性能有所降低。光催化显示PI/TiO_2复合纳米纤维具有一定的光催化性能,TiO_2纳米颗粒较多时,降解的速率也较快,而且当延长降解时间后,降解速率会逐渐下降。     

壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用乳化交联法,以戊二醛为交联剂,制备壳聚糖(CTS)/海藻酸钠(SA)复合凝胶,研究其对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能,并采用FT-IR对其结构进行表征。进一步研究了复合凝胶对Cu~(2+)的等温吸附平衡曲线及动力学吸附行为。结果表明:CTS/SA复合凝胶对Cu~(2+)的吸附率最高可达99.06%,吸附过程遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程动力学符合拟二级动力学方程。复合凝胶可再生使用,再生5次后,吸附率仍高于95%。     

Fe-MCM-41/CA共混膜的制备及其吸附NOR性能研究

采用水热合成法制备Fe-MCM-41介孔分子筛。以Fe-MCM-41和醋酸纤维素(CA)为原料,采用浸没相转化法制备Fe-MCM-41/CA共混膜,用以吸附去除溶液中的诺氟沙星(NOR)。SEM、FTIR和机械性能表征证实了Fe-MCM-41成功共混入膜中,且膜的综合性能得到改善.考察pH、离子强度和温度对共混膜吸附NOR的影响,并探讨了吸附动力学和热力学.结果表明:中性条件有利于Fe-MCM-41/CA膜对NOR的吸附;Na~+和Ca~(2+)均能抑制吸附过程的进行,且Ca~(2+)抑制作用更为明显;NOR吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Freundlich吸附等温方程;升高温度有利于Fe-MCM-41/CA膜对NOR的吸附.吸附过程存在静电,氢键,表面络合等作用力.吸附/脱附实验表明共混膜具有良好的再生性能.     

PAN-MMT复合纳米纤维膜对亚甲基蓝吸附行为的研究

通过溶液插层法和静电纺丝技术制备聚丙烯腈/蒙脱土(PAN-MMT)复合纳米纤维膜,测试了其对亚甲基蓝的吸附行为。研究了吸附过程中的吸附时间、溶液酸碱度、染液初始浓度等影响因素对吸附平衡量的影响,并对PANMMT复合纳米纤维膜的吸附行为和等温线模型进行模拟。结果表明,PAN-MMT纳米纤维膜在40℃条件下,吸附5h后达到吸附平衡;当亚甲基蓝的初始浓度为80mg/L时,吸附量最大,达到23.90mg/g;当溶液pH=11时,纳米纤维膜对亚甲基蓝染液的脱色率最大,可达到100%;PAN-MMT复合纳米纤维膜的吸附行为遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温线模型。     

硫锌双修饰磁性Fe3 O 4的制备及对铀酰离子的吸附

纳米Fe_3O_4作为典型的磁性吸附材料可应用于放射性废水处理,为进一步提高其吸附性能,本文通过Zn和S双修饰Fe_3O_4制备出纳米磁性S-ZnFe_2O_4,并通过SEM、XRD、EDS、FT-IR、Raman等手段对比表征了Fe_3O_4及S-ZnFe_2O_4的结构及形貌,研究了pH对其吸附铀酰离子(UO_2~(2+))效果的影响,并基于变量接触时间及初始浓度探索了其吸附动力学及热力学规律。结果表明:Zn和S的双修饰后,纳米材料对UO_2~(2+)的吸附量显著增加,从27.12 mg/g增加至51.68 mg/g;纳米Fe_3O_4和S-ZnFe_2O_4吸附UO_2~(2+)的最佳pH为6.0,吸附过程均符合伪二阶动力学模型;纳米Fe_3O_4的吸附过程同时符合Langmuir和Freundlich吸附模型,纳米S-ZnFe_2O_4的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。本研究对开发新型高效含铀废水处理用吸附材料具有重要指导意义。     

SiO2纳米纤维的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附性能

以溶胶-凝胶法为基础,通过静电纺丝方法制备PVP/SiO2复合纳米纤维膜,经600℃高温煅烧得到SiO2纳米纤维膜;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiO2纳米纤维膜的结构形貌;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了SiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射(XRD)对SiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。通过对其亚甲基蓝染料的吸附,研究了SiO2纳米纤维膜的吸附性能。结果表明制备的SiO2纳米纤维形貌稳定,并对亚甲基蓝染料具有良好的吸附性能。     

PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜的制备及表征

在聚丙烯腈(PAN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系中加入钛酸四丁脂水解溶胶,通过静电纺丝技术得到纳米纤维膜,经预氧化、炭化、活化制备出TiO2/活性炭复合纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线能谱、热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射以及测定Zeta电位和表面接触角等手段对TiO2/活性炭复合纳米纤维膜进行表征。结果表明,当V(PAN)∶V(DMF)∶V(Ti(OH)4)溶胶=3∶17∶3时,可制得纤维直径为600～700nm的TiO2/活性炭复合纳米纤维膜。纳米TiO2在TiO2/活性炭复合纳米纤维膜中分布均匀,晶型结构易于控制;TiO2/活性炭复合纳米纤维膜有较强的光催化活性和吸附活性,可以作为环境功能材料使用。     

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。     

两步水热法制备还原氧化石墨烯/纳米TiO_2复合材料及其光催化性能

为研究由还原氧化石墨烯(RGO)和具有高活性晶面的TiO_2组成的复合材料的制备方法及其光催化性能,首先采用两步水热法制备了RGO/纳米TiO_2复合材料:第1步为合成暴露高活性晶面的纳米TiO_2;第2步为将合成的纳米TiO_2与氧化石墨烯(GO)复合,形成RGO/纳米TiO_2复合材料。然后,利用XRD、SEM、X射线光电子能谱仪和紫外-可见漫反射光谱等手段对制备的暴露不同晶面的纳米TiO_2和RGO/纳米TiO_2复合材料进行了表征,评价了其光催化性能。结果表明:在水热法的第1步中,通过调节HF的浓度能可控制备出具有高活性的(001)和(101)晶面的纳米TiO_2,氟原子在纳米TiO_2中以物理吸附态和化学结合态这2种形态存在;在第2步后,GO与纳米TiO_2复合形成RGO/纳米TiO_2复合材料,同时在此过程中GO被转化成RGO。在紫外光照射下,两步水热法合成的RGO/纳米TiO_2复合材料具有很好的光催化性能,明显优于商用TiO_2(P25)和纳米TiO_2的。RGO/纳米TiO_2复合材料的光催化性能有明显的提高,RGO和TiO_2暴露的晶面对光催化活性有影响。     

改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

通过异丙醇对柚皮进行改性,用于吸附水中的铜离子。考察吸附时间、pH、改性柚皮用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:当pH=6,改性柚皮粉用量8g/L,吸附时间50min时,Cu~(2+)的去除率达90%以上。等温吸附规律可用Langmuir和Freundlich方程较好地描述,吸附热力学表明改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附是自发进行的吸热过程,改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附能较好地符合准二级动力学模型。     

多孔SiO2@金纳米复合材料的制备及其吸附性能研究

采用湿化学法制备了新型多孔SiO_2@金纳米复合材料并对其结构进行了表征,研究了该复合材料对3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB77)的吸附性能,并对吸附过程中的动力学数据进行拟合。结果表明,用Freundlich和Langmuir吸附等温模型拟合的相关系数分别为0.9652、0.9764;用Lagergren准一级吸附动力学方程拟合的相关系数为0.951;合成的多孔SiO_2@金纳米复合材料具有较强的吸附性能,能有效吸附水中的PCB77。     

电纺PA6/Fe_xO_y复合纳米纤维膜的制备及其除铬性能研究

采用静电纺丝法和水热法,成功地制备了PA6/FexOy复合纳米纤维膜,并对其除铬性能进行了研究。红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)的表征结果显示:有分层结构的晶体氧化铁(FexOy)在PA6纳米纤维上生成。除铬实验结果表明:所制备的复合纳米纤维膜具有优良的除铬性能,最佳除铬温度是24℃,吸附过程是符合Freundlich等温吸附模型的多分子层吸附,吸附效果较好。因此,该研究为除去废水中六价铬提供了一种高效吸附剂,也为环境修复领域提供了一种了简单、高效的新方法。     

纳米纤维素修饰的碳纳米纤维制备及其疏水性研究

为拓展碳纳米纤维在环境清洁领域的应用，提高碳纳米纤维的水接触角，改善膜表面的疏水性能，获得疏水性较好的碳纳米纤维薄膜，利用静电纺丝法将纳米纤维素(CNFs)与碳纳米纤维前驱体复合，获得具有低表面能和良好疏水性能的纳米碳纤维/纳米纤维素复合纤维膜。通过对纳米纤维素含量进行调控，经预氧化和碳化处理后得到一系列具有规则三维空间网络结构的复合纤维膜，并探究不同纳米纤维素含量对复合纤维膜疏水性能的影响。结果表明：纳米纤维素修饰复合纤维膜随着碳化程度的提高其表面能呈现逐渐降低的趋势，其对水的接触角也逐渐增大，疏水效果得到较大幅度提升。随着纳米纤维素含量继续增加，复合纤维膜的水接触角呈上升趋势，未添加前接触角为36.13°,当纳米纤维素添加质量为20%时，水接触角最大为132.14°,提高了366%。