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工业化的快速发展不仅带来了经济效益,也带来了很多亟待解决的弊端,诸如重金属离子和染料分子对水环境所带来的污染与危害。伴随水污染进入自然界的重金属和染料会对动植物的生长代谢产生极大影响,随食物链进入人体后则会诱发各种疾病,因此,去除水溶液中重金属离子和染料分子尤为重要。众多去除方法中,吸附法以成本低廉、操作简易的优势成为热门方法。本文以聚丙烯腈(PAN)为基体,利用静电纺丝技术和化学方法,制备出三种不同的纳米纤维膜作为吸附材料,系统研究了其对水溶液中铜离子、亚甲基蓝(MB)和酸性黑(AB)的吸附行为。具体研究内容如下:(1)PAN基鳌合纤维膜的制备及其对铜离子的吸附性能研究利用静电纺丝技术制备出PAN纤维膜,在氢氧化钠对PAN纤维膜进行部分水解的基础上,再利用聚乙烯亚胺对部分水解的PAN纤维膜进行胺化处理,制备出螯合纤维膜APAN,并系统研究了其对水溶液中铜离子的吸附行为。扫描电子显微镜(SEM)分析显示,功能化后的单根纤维有明显褶皱和粘连,表明纤维表面有物质附着。傅里叶红外图谱(FTIR)分析显示在1680 cm-1附近出现H-C=N键的伸缩振动峰。元素分析(EA)表明纤维膜中N元素含量增加了2.54%。以上分析均验证了APAN纤维膜的成功制备。吸附实验表明APAN纤维膜对铜离子的吸附行为更符合Langmuir和准二级动力学模型,在pH为6、吸附时间为60 min、常温下最大吸附量达到149.8 mg·g-1。(2)β-环糊精染料捕获增强PAN纤维膜对MB的吸附性能利用静电纺丝技术,将PAN和β-环糊精(β-CD)混合制备出β-CD/PAN复合纤维膜,研究了不同β-CD配比对聚合物溶液物性参数的影响以及对纤维膜微结构的改变,并利用复合纤维膜对水溶液中MB进行了吸附研究。物性数据表明,β-CD的加入使得纺丝液的电导率和黏度达到纺丝适宜范围,提高了纺丝性能。SEM分析表明,β-CD极大改善了PAN纤维的微观形貌,PAN纤维上少量的串珠结构已不复存在,同时复合纤维平均直径随着β-CD的加入量变大而增加。FTIR的分析也表明复合纤维膜的成功制备。吸附实验表明复合纤维膜对MB的吸附量高于纯PAN纤维膜,吸附行为符合Langmuir和准二级动力学模型,在pH为7、吸附时间为40 min、常温下最大吸附量为20.66 mg·g-1。(3)PAN基阴离子交换纤维膜的制备及其对AB的吸附研究以β-CD/PAN复合纤维膜为基体,利用三乙烯四胺溶液(TETA)对纤维膜进行化学处理,制备出含氨基的TETA-β-CD/PAN阴离子交换纤维膜,系统的研究了其对水溶液中AB吸附行为。FTIR分析表明,纤维膜在1690 cm-1和1630 cm-1附近出现了N-C=N和-NH2的拉伸振动吸收峰,表明了TETA-β-CD/PAN纤维膜的成功制备。吸附实验表明该纤维膜对AB的吸附行为符合Langmuir和准二级动力学模型,在pH为1、吸附时间为30 min、常温下最大去除率为93.6%。