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汞污染是全球关注的环境问题,对人体和生态系统具有严重威胁。大气中的汞通过多种途径最终会沉降进入土壤和水体等环境介质。进入水体中的痕量汞可以通过生物富集、生物放大和生物甲基化作用,发生形态转化,生成有机汞化合物,浓度和毒性增长数千倍,并具有的强烈的神经毒性和遗传毒性,对人类产生更严重的威胁。因此,脱除大气中微量汞对保护环境健康具有非常重要的意义。目前,汞的脱除技术很多,其中吸附法具有操作简单、效果好等特点,具有很好的实际应用前景。然而,由于常规吸附剂对汞的吸附效率低、吸附容量小、缺乏选择性,并且难以回收再利用。因此,研究开发具有高选择性、高吸附容量,并且可回收再生的新型吸附材料是汞污染控制领域的一个重要研究方向。本文利用静电纺丝技术制备得到了新型纳米复合纤维,并用于水体和大气中微量汞的脱除。具体内容包括:(1)采用静电纺丝技术一步制备得到Ag-PVA复合纳米纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱分析(XPS)对制备得到复合纳米纤维膜进行了表征。研究了该材料对水体中汞的静态吸附性能,考察了硝酸银含量、温度、初始浓度、pH值,共存离子等因素的影响,并探索了材料的再生方法和抗菌性能,研究了复合纤维吸附水中汞的动力学和热力学特性。研究表明,该材料对水体汞吸附效果良好,吸附容量可大229mg/g,吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir热力学模型,并且具有良好的抗菌性能。(2)用静电纺丝技术制备得到Ag-PVA复合纳米纤维。研究了该材料对水体中汞的动态过滤吸附性能,考察了硝酸银含量、纤维膜厚度、汞溶液流速、初始浓度、pH值,共存离子等因素的影响,考察了材料对低浓度汞的富集效果,探索了材料的吸附脱附和再生能力。结果表明该材料对水体中汞离子的过滤吸附效果良好。(3)用静电纺丝技术制备得到Ag-PVA复合纳米纤维,然后经过预氧化和高温碳化得到负载纳米银的复合碳纤维,通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)对复合碳纳米纤维进行了表征。研究了该材料对气态元素汞的脱除性能,考察了硝酸银含量、预氧化温度、碳化温度、初始汞浓度、吸附温度等因素的影响,通过加热方法探索了材料的再生效果,通过X射线光电子能谱分析(XPS)对材料的吸附机理进行了探讨。另外,通过4-硝基苯酚的催化降解模型对材料的催化性能进行了研究。结果表明,复合碳纳米纤维对气态元素汞具有良好的吸附能力,吸附效率在90%以上的吸附容量可达27mg/g,同时具有良好的催化效果。