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首页 > 学术中心 > 行业资讯 > 西南交通大学王勇教授:过滤吸附用电纺膜的研究进展
 

西南交通大学王勇教授:过滤吸附用电纺膜的研究进展

 
发布日期:2018-08-13
 

有机污染物造成的水污染已经造成严重的环境问题和健康危机,并且近年来受到越来越多的关注。在各种有机污染物中,由于在工业用途中的广泛应用和不受控制的排放,水溶性有机物染料成为水中必不可少的污染源。直接排放废水导致各种有机染料污染,引起广泛的生态和健康问题,因为许多染料都是具有潜在致突变性,遗传毒性和致癌性的高毒性效果。因此,快速彻底地从废水中去除染料是十分必要的。

近日,西南交通大学王勇教授团队研究人员借助聚多巴胺(PDA)在电纺聚(偏二氟乙烯)(PVDF)纳米纤维上沉积聚吡咯(PPy)颗粒,制备出具有“核-壳”结构的新型复合纳米纤维。首先,制备PVDF/PDA电纺纳米纤维。然后,在Tris-HCl缓冲溶液中触发PDA的自聚合。之后,将吡咯单体加入到含有PVDF/PDA纤维膜的蒸馏水中,并通过加入FeCl3触发PPy的化学氧化聚合。其形貌结构表征证实电纺PVDF/PDA纳米纤维均匀地被PPy颗粒包覆。由于存在许多含氮基团和增加了纳米纤维表面粗糙度,显著增强了纤维膜表面的亲水性。以亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)为探针染料,研究了复合纳米纤维的吸附性能。结果表明,复合纳米纤维同时对阳离子和阴离子染料具有良好的吸附能力,MB和CR最大吸附容量分别为370.4和384.6mg/g。通过伪二级吸附模型和Langmuir吸附模型可以很好地描述对两种染料的吸附行为。进一步的研究结果表明,复合纳米纤维的吸附能力很大程度上取决于溶液的pH值。此外,复合纳米纤维表现出良好的再生能力。还测量了对Cr(VI)的去除能力,其吸附容量为126.7mg/g。因此,对阳离子/阴离子染料和重金属离子的优异吸附能力赋予复合纳米纤维膜在废水处理中的巨大潜力

此外,该课题组研究者通过电纺含有二亚乙基三胺(DETA)和γ-三乙氧基硅烷(KH-550)的PLLA/二氯甲烷(CH2Cl2)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液制备新型官能化聚(L-丙交酯)(F-PLLA)多孔纤维。系统地研究了PLLA,DETA和KH-550含量对电纺纤维形貌结构的影响,结果表明在PLLA,DETA和KH-550含量分为20%w/v,2wt%和3wt%时电纺丝F-PLLA纤维直径均匀分布和表面均匀分布多孔结构。此外,成功地将含氮基团引入电纺纤维中,显著改善了膜表面的亲水性。吸附测定表明,静电纺丝F-PLLA膜对刚果红(CR)具有良好的吸附能力,室温吸附容量比普通PLLA纤维膜提高16倍,最大吸附量为135.7 mg g-1此外,伪二阶模型可以很好地描述吸附行为。油水分离测量结果表明,静电纺丝F-PLLA膜在大气压下分离非乳化和乳化油/水体系时,具有较高的分离效率,最大水通量分别为2018和1861 L m-2 h-1

 
 
 

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