【摘 要】
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芬顿工艺作为一种废水处理技术备受环境保护领域学者关注,其中应用较为广泛的是光-芬顿氧化法。为改善传统均相芬顿工艺的p H适用范围较窄且产生较大量铁污泥的缺陷,非均相芬顿催化氧化体系成为研究和开发的重点。本课题选用海藻酸钠作为非均相芬顿氧化剂的固铁载体;选择有效光稳定性的含氟聚合物与其复合,采用高压静电纺丝法制备具有高比表面积的复合微纳米纤维,进一步通过配位方式将其与Fe Cl3·6H2O络合,并以
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芬顿工艺作为一种废水处理技术备受环境保护领域学者关注,其中应用较为广泛的是光-芬顿氧化法。为改善传统均相芬顿工艺的p H适用范围较窄且产生较大量铁污泥的缺陷,非均相芬顿催化氧化体系成为研究和开发的重点。本课题选用海藻酸钠作为非均相芬顿氧化剂的固铁载体;选择有效光稳定性的含氟聚合物与其复合,采用高压静电纺丝法制备具有高比表面积的复合微纳米纤维,进一步通过配位方式将其与Fe Cl3·6H2O络合,并以亚甲基蓝为水体系模型污染物,考察复合纤维对其的有效吸附和光芬顿氧化效果。以聚偏二氟乙烯（PVDF）为电纺溶液中的成纤组分,以N-N二甲基甲酰胺（DMF）为纺丝溶剂,高压静电纺丝质量配比10:0、10:1、10:2、10:3、10:4和10:5的PVDF与海藻酸钠（ALG）复合溶液,得到系列PVDF-ALG复合微纳米纤维;进一步,将PVDF-ALG纺丝纤维与Fe Cl3·6H2O溶液配位反应,获得PVDF-ALG-Fe复合纤维。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）和水接触角（CA）等测试方法,对PVDF-ALG复合纤维及PVDF-ALG-Fe复合纤维进行形貌观测、结构表征及表面润湿性检测。结果表明,在给定电压18 k V、推进速率0.3 m L/h和接收距离20 cm下,ALG与PVDF复合可形成形貌良好的亲水性微米及纳米级电纺纤维;PVDF-ALG-Fe复合纤维体系中的羧基与Fe Cl3·6H2O的铁离子发生配位反应。在此基础上,选用亚甲基蓝（MB）作为水体的模拟污染物,探讨PVDF-ALG微纳米纤维的吸附性能及PVDF-ALG-Fe复合纤维的吸附与光芬顿性能。吸附实验表明,质量配比10:3（即PVDF-ALG（0.3））的微纳米纤维对MB有最大吸附量（为148.11 mg/g）;PVDF-ALG复合微纳米纤维对MB的吸附行为符合准二级动力学模型及Langmuir吸附等温模型。通过对PVDF-ALG-Fe复合微纳米纤维的吸附与光芬顿研究可知,H2O2浓度0.20 mmol·L-1时,PVDF-ALG（0.3,质量比）-Fe（0.08,质量浓度）在紫外光下40 min内降解97.24%的MB,可见光下240 min内降解90.45%的MB;复合纤维在前四次的光芬顿循环实验中对MB的去除率均高于90.23%;体系对MB的去除是吸附-光芬顿协同作用的结果。综上,论文工作通过静电纺丝方式获得了一种相对稳定的水体系非均相芬顿复合材料,并可用以有效去除水中污染物。
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