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聚乙烯醇(PVA)具有良好的亲水性、耐污染性、生物相容性、热稳定性、化学稳定性、无毒且价格低廉等特性，已成为被广泛应用的亲水性膜材料之一。由于单纯的PVA纳米纤维膜具有一定的水溶性，应用时出现PVA溶解而使COD升高的现象，因此为了解决PVA纳米纤维膜的质量损失问题，本文对PVA纳米纤维膜进行改性处理，研究不同改性处理的PVA膜材料的水稳定性，及其对水中铜离子(Cu2+)的吸附性能。
本研究首先通过静电纺丝技术制备出质量分数为10%的PVA纳米纤维膜，并进一步加入FeSO4，制备改性PVA纳米纤维膜FeSO4/PVA复合纳米纤维膜，实验结果表明PVA及FeSO4的最佳物料配比为100∶4，以此配比制备的质量浓度为4%的FeSO4/PVA复合纳米纤维形貌更好。将两种膜材料在50℃、100℃、150℃三个不同热处理温度下热处理1h，结果表明100℃下得到的PVA纳米纤维膜及FeSO4/PVA复合纳米纤维膜两种材料在水中质量损失率最低。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪等分析方法对膜材料表面形貌、晶型变化、官能团组成以及铁元素价态进行表征及分析，结果表明，加入FeSO4的PVA复合纳米纤维膜均存在含铁化合物，并有效的增加了PVA纳米纤维膜的交联度。将四种膜材料浸入到去离子水中，通过对不同pH及浸入时间的比较，研究不同处理方法对改性PVA纳米纤维膜水稳定性的影响。结果显示，pH在3-5.5之间时，PVA纳米纤维膜、FeSO4/PVA复合纳米纤维膜以及热处理的PVA纳米纤维膜三种膜材料的质量损失率均随着pH的增加而下降，当pH为5.5时，损失率不再出现明显变化，此时FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率较PVA纳米纤维膜的质量损失率低22%，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率为0。浸入时间在10-180min之间时，PVA纳米纤维膜、FeSO4/PVA复合纳米纤维膜以及热处理的PVA纳米纤维膜的质量损失率均随着浸入时间的增加而增大，当浸入时间为180min时，损失率均不再出现明显变化，此时FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率较PVA纳米纤维膜的质量损失率低39%，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率均为0。对比不同pH及时间下四种膜材料在水中的化学需氧量(COD)，结果表明在pH值为5.5，浸入时间为180min时，FeSO4/PVA复合纳米纤维膜在水中的COD较PVA纳米纤维膜在水中的COD分别降低了296mg/L和46mg/L，热处理的PVA纳米纤维膜在水中的COD较PVA纳米纤维膜在水中的COD分别降低了672mg/L和801mg/L，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜在水中的COD不随pH和时间的变化而变化，均为0mg/L。将热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜应用于含污染物Cu2+的模拟废水中，通过对动力学吸附、等温吸附、不同pH以及不同Cu2+浓度的研究，分析其对Cu2+的吸附行为。结果表明，pH在3-5.5之间时，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜对Cu2+的吸附量均随着pH的升高而升高；热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜对Cu2+的吸附量随Cu2+的初始浓度的增加而增加。且吸附过程符合Langmuir型和拟一级动力学模型。
结果表明，以PVA和FeSO4为原材料，在室温、接收距离间距为15cm、纺丝电压为12kv的条件下，能够成功制备出FeSO4/PVA复合纳米纤维膜。将制备出的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜在100℃下马弗炉中热处理1h之后，增加了膜的水稳定性，避免了COD的溶出，同时对水中Cu2+的吸附效果优异。
本研究首先通过静电纺丝技术制备出质量分数为10%的PVA纳米纤维膜，并进一步加入FeSO4，制备改性PVA纳米纤维膜FeSO4/PVA复合纳米纤维膜，实验结果表明PVA及FeSO4的最佳物料配比为100∶4，以此配比制备的质量浓度为4%的FeSO4/PVA复合纳米纤维形貌更好。将两种膜材料在50℃、100℃、150℃三个不同热处理温度下热处理1h，结果表明100℃下得到的PVA纳米纤维膜及FeSO4/PVA复合纳米纤维膜两种材料在水中质量损失率最低。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱仪等分析方法对膜材料表面形貌、晶型变化、官能团组成以及铁元素价态进行表征及分析，结果表明，加入FeSO4的PVA复合纳米纤维膜均存在含铁化合物，并有效的增加了PVA纳米纤维膜的交联度。将四种膜材料浸入到去离子水中，通过对不同pH及浸入时间的比较，研究不同处理方法对改性PVA纳米纤维膜水稳定性的影响。结果显示，pH在3-5.5之间时，PVA纳米纤维膜、FeSO4/PVA复合纳米纤维膜以及热处理的PVA纳米纤维膜三种膜材料的质量损失率均随着pH的增加而下降，当pH为5.5时，损失率不再出现明显变化，此时FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率较PVA纳米纤维膜的质量损失率低22%，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率为0。浸入时间在10-180min之间时，PVA纳米纤维膜、FeSO4/PVA复合纳米纤维膜以及热处理的PVA纳米纤维膜的质量损失率均随着浸入时间的增加而增大，当浸入时间为180min时，损失率均不再出现明显变化，此时FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率较PVA纳米纤维膜的质量损失率低39%，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜的质量损失率均为0。对比不同pH及时间下四种膜材料在水中的化学需氧量(COD)，结果表明在pH值为5.5，浸入时间为180min时，FeSO4/PVA复合纳米纤维膜在水中的COD较PVA纳米纤维膜在水中的COD分别降低了296mg/L和46mg/L，热处理的PVA纳米纤维膜在水中的COD较PVA纳米纤维膜在水中的COD分别降低了672mg/L和801mg/L，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜在水中的COD不随pH和时间的变化而变化，均为0mg/L。将热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜应用于含污染物Cu2+的模拟废水中，通过对动力学吸附、等温吸附、不同pH以及不同Cu2+浓度的研究，分析其对Cu2+的吸附行为。结果表明，pH在3-5.5之间时，热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜对Cu2+的吸附量均随着pH的升高而升高；热处理的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜对Cu2+的吸附量随Cu2+的初始浓度的增加而增加。且吸附过程符合Langmuir型和拟一级动力学模型。
结果表明，以PVA和FeSO4为原材料，在室温、接收距离间距为15cm、纺丝电压为12kv的条件下，能够成功制备出FeSO4/PVA复合纳米纤维膜。将制备出的FeSO4/PVA复合纳米纤维膜在100℃下马弗炉中热处理1h之后，增加了膜的水稳定性，避免了COD的溶出，同时对水中Cu2+的吸附效果优异。