静电纺复合纳米纤维的制备及其在除Cr(VI)中的应用

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随着全球经济的快速发展,重金属污染已经成为一项十分严峻的环境问题,越来越引起人们的广泛关注。其中,六价铬Cr(Ⅵ)由于其高毒性、高溶解度和生物不可降解性,对人体毒性极大,严重危害人们的生命健康。因此,处理水体中重金属Cr(Ⅵ)的污染问题已经成为一项全球性的重要课题。本文基于静电纺丝法,选用具有特殊官能团的聚合物聚己内酰胺(PA6)和壳聚糖为原料,通过水热和热分解方法,成功地制备出了3种具有特殊形貌的功能性复合纳米纤维膜,采用SEM、FTIR、XRD、TEM等对产物的结构及形貌进行了表征:1、配制PA6@醇铁盐(IA)均匀溶液,静电纺出PA6@IA纳米纤维,通过水热反应制备出PA6@FexOy(氧化铁)复合纳米纤维膜,有花瓣状纳米FexOy晶体在PA6纤维上生成;2、以静电纺PA6纤维为基体,通过与铁盐络合及热解反应制备出PA6@FexOy复合纳米纤维膜,有颗粒状纳米氧化铁晶体在PA6纳米纤维上生成;3、静电纺出具有二维精细网络结构的PA6/Chitosan复合纳米纤维膜,然后通过络合和热解反应装载上FexOy纳米晶体,制成出一种高效的具有双重吸附作用的PA6/Chitosan@FexOy复合纳米纤维膜,有稠密的颗粒状的FexOy晶体在PA6/Chitosan纳米纤维上生成。然后,对以上3种所制备的复合纳米纤维膜进行除Cr(Ⅵ)性能研宄,结果表明:均具有优良的除铬性能,吸附过程符合二级动力学模型,属于Fremidlich等温吸附。除铬机理包括吸附和还原,不仅可吸附Cr(Ⅵ),且Fe(Ⅱ)能把Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),达到双重除铬效果。因此,该研宄为除去废水中Cr(Ⅵ)提供了高效吸附剂,也为环境修复领域提供了一种简单、高效的新方法。
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