偕胺肟化PAN纳米纤维膜除铬性能的研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,再以盐酸羟胺为改性剂对PAN纳米纤维膜进行偕胺肟化处理成功制备出偕胺肟化纳米纤维膜(AOPAN).通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角等对其物理化学性质进行表征并研究其吸附重金属Cr(Ⅵ)的能力.结果表明,PAN纳米纤维在水浴温度60℃,水热时间3.5 h条件下进行改性后,纤维直径明显变粗,并且有一定程度的弯曲.由红外光谱(FTIR)分析发现改性后的PAN纳米纤维膜在3500~3300 cm~(-1)范围内出现了2个双峰,并且接触角由114.5°变为29.8°,说明成功地将PAN纳米纤维改性为含有—NH_2基团的AOPAN纳米纤维.该AOPAN纳米纤维膜对铬的吸附实验表明,在p H=2时,吸附约5 h后达到最佳除铬效果,吸附量可达102.5 mg/g,并且满足准一级动力学方程,符合Langmuir吸附模型.主要是由于制备的AOPAN含有—NH_2基团,在酸性条件下被质子化为—NH_3~+,更易与HCr O_4~-结合.而且这种膜材料在使用后便于取出,经稀Na OH溶液洗涤后,能够重复使用,循环4次后仍能保持50%以上的去除率,在处理重金属离子方面具有非常大的潜力.     

PAEA纳米纤维膜的制备及除铬性能研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,再以乙二胺为改性剂对PAN纳米纤维膜进行化学处理,制备出具有氨基的改性PAN纳米纤维膜(PAEA).通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角等对其物理化学性质进行表征并研究其对重金属离子Cr(VI)的吸附能力.结果表明:PAN在水浴温度95°C,水热时间2 h条件下改性后,纤维直径明显变粗且有一定的弯曲.由FTIR分析发现改性后的PAN在3050～3300 cm-1范围内出现了特征峰,并且水接触角减小为44.7°,说明成功地将PAN纳米纤维膜改性为含有亲水性―NH2基团的PAEA纳米纤维膜.除铬实验表明:在pH=2时,吸附约10 h后达到最佳除铬效果,吸附量可达175.94 mg/g.这种膜材料在使用后经稀NaOH溶液洗涤后,能够重复使用,循环4次后仍能保持70%左右的去除率,在处理重金属离子方面具有非常大的潜力.     

基于甲氧基柱[5]芳烃的聚丙烯酸酯有机膜对对硝基苯衍生物的吸附行为

柱芳烃是一类有别于冠醚、杯芳烃、葫芦脲等的柱状大环分子,具有独特的富电子空腔和口腔的可修饰性。 它们可以包结多种有机污染物,对有机污染物的吸附和脱除具有广泛的应用前景。 本文通过核磁共振和紫外滴定的方法首先研究了对硝基苯衍生物与甲氧基柱[5]芳烃(MeP5A)的包结行为,测定了包结常数。 在此基础上,将MeP5A物理混合到聚丙烯酸酯(PA)乳液中,首先制备了甲氧基柱[5]芳烃/聚丙烯酸酯(MeP5A/PA)共混乳液,然后通过静电纺丝技术,得到了MeP5A/PA纳米纤维膜。 采用红外光谱、扫描电子显微镜对MeP5A/PA纳米纤维膜的结构和形貌进行了表征。 将MeP5A/PA纳米纤维膜用于4种对硝基苯衍生物的吸附实验。 结果表明,对硝基苯乙腈显示出与MeP5A最强的包结作用,其K_a=(6.0±0.3)×10² L/mol,PA膜中引入MeP5A,增大了吸附量,但并未改变纤维状形貌。 MeP5A/PA纳米纤维膜的最佳吸附平衡时间为2 h,且MeP5A/PA纳米纤维膜中MeP5A的含量越高,吸附量越大。 但当吸附溶液中MeP5A浓度达到4 mmol/L时(对应的膜中含有的MeP5A物质的量为1.4×10^-2 mmol),其吸附基本达到平衡,继续增加MeP5A物质的量,其吸附量变化不大。     

大环化合物改性聚苯乙烯纳米纤维膜对染料吸附性能的研究

通过静电纺丝的方法制备吡啶酮大环化合物改性聚苯乙烯纳米纤维膜(PS/PBPM纳米纤维膜)用于水溶液中染料的去除。PS/PBPM纳米纤维膜的结构和表面形貌通过红外光谱和扫描电镜进行了表征。结果表明,改性后的纤维表面变得粗糙,比表面积相应增大;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;该吸附剂对孔雀石绿具有很好的选择性,最大吸附容量能达到466.02mg/g;PS/PBPM纳米纤维膜的吸附性能在酸性条件下可恢复,具有良好的重复使用性能。     

PVA/DTC纳米纤维的制备及对铅离子的吸附行为

通过高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺(PVA/PEI)纳米纤维膜, 对纤维膜进行功能化使其转化为对重金属离子具有高络合能力的聚乙烯醇/二硫代氨基甲酸盐功能化聚乙烯亚胺(PVA/DTC)纳米纤维膜. 研究了PVA/PEI纳米纤维膜的交联和功能化以及PVA/DTC纤维膜对铅离子的吸附行为. 结果表明, 高压静电纺丝法可制备出纤维直径分布均匀、 形貌良好的纳米纤维膜, 且交联、 功能化后仍能保持蓬松纳米纤维状的网状结构. PVA/DTC纳米纤维膜对铅离子吸附速率快, 吸附量容量高, 且具有良好的再生吸附能力, 是一种潜在的重金属离子高效吸附材料.     

AOPAN/PA-66复合纳米纤维膜的制备及对金属离子的吸附性能

采用双喷头电纺丝技术,将尼龙(PA-66)纤维增强的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜(PAN/PA-66)与盐酸羟胺进行偕胺肟化反应,制备了一种偕胺肟化聚丙烯腈/尼龙复合纳米纤维膜(AOPAN/PA-66).通过红外光谱及扫描电子显微镜等方法研究了偕胺肟化前后纳米纤维膜的组成、形貌和力学性能;并考察了AOPAN/PA-66复合纳米纤维膜对铜离子和铅离子的吸附性能.结果表明,AOPAN/PA-66复合纳米纤维膜的抗拉伸强度及断裂伸长率分别为4.73 MPa和30.76%,对Cu(Ⅱ)及Pb(Ⅱ)的吸附量分别为67.5和75.4 mg/g.     

PVDF/ZrO_2杂化膜的制备及吸附牛血红蛋白的性能

将3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)表面修饰的ZrO2纳米颗粒添加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中制备了PVDF/ZrO2杂化膜,应用SEM,TG-DTA和XRD对其结构进行了表征.结果表明,ZrO2纳米颗粒沉积在PVDF膜孔内和膜表面;ZrO2的掺杂改变了PVDF膜孔径的大小,杂化膜的孔径随着ZrO2粒子负载量的增加而增大.对牛血红蛋白(BHb)的吸附实验结果表明,PVDF/ZrO2杂化膜对BHb的吸附量显著高于PVDF原膜,当BHb初始浓度为150μg/mL,pH=7,吸附时间为45 min时,PVDF/ZrO2杂化膜的平衡吸附量为0.181 mg/cm2.其吸附动力学符合一级动力学模型;吸附等温线符合Langmuir等温方程式.     

丁二酸酐接枝纤维素纳米纤维膜及其重金属离子吸附

采用热致相分离(TIPS)法以三醋酸纤维素(TCA)为原料成功制备直径为(110±28)nm TCA多孔纳米纤维膜。将TCA纤维膜通过水解转化为纤维素(Cell)、接枝制备丁二酸酐接枝改性纤维素(Cell-g-SAA)膜。将Cell膜和Cell-g-SAA膜用于吸附水中Cu~(2+)、Pb~(2+),并对膜样品的吸附动力学、等温吸附和吸附热力学进行了研究。结果表明,二级动力学拟合和Langmuir模型更适合于该体系。与Cell膜相比,改性后Cell-g-SAA膜对Cu~(2+)和Pb~(2+)的最大吸附容量分别从51.73和34.29 mg/g增加到116.41和51.73 mg/g。纤维膜对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附更趋近于单层吸附且化学吸附占主导地位。     

具有抗菌性能的载药复合微纳米纤维的制备及其结构和性能表征

利用静电纺丝技术制备了一种具有抗菌性能的氧化锌(ZnO)/聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)载药微纳米纤维膜,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别对复合膜的表面形态、元素组成和化学结构进行表征。通过抗菌实验评价了复合膜的抗菌性能,用紫外分光光度计测试复合膜在体外的药物释放行为。结果显示,以物理共混的方式将ZnO和氢溴酸高乌甲素(LAH)成功载入复合微纳米纤维;与PLA/PCL复合微纳米纤维膜相比,ZnO/PLA/PCL复合微纳米纤维膜表现出更好的抗菌效率。当ZnO含量为10%(wt)时,复合微纳米纤维膜具有最佳的抗菌性能;药物释放性能结果表明,ZnO/PLA/PCL复合微纳米纤维膜具有良好的药物缓释性能。     

纳米纤维增强双层组织引导膜的力学性能及细胞响应

通过热致相分离结合静电纺丝技术,在纳米羟基磷灰石/聚酰胺(n HA/PA)多孔膜基底表面形成不同取向的PA纳米纤维,制备了纤维增强双层组织引导膜.研究了不同转速(0,500,1500 r/min)下,n HA/PA多孔膜表面形成的PA纳米纤维的微观结构及取向情况对力学性能的影响.将双层组织引导膜与MG63细胞共培养,研究细胞在双层组织引导膜周围的生长情况,并通过四甲基偶氮唑盐比色法(MTT)定量研究了细胞的增殖情况.结果表明,热致相分离法制备的n HA/PA多孔膜表面及内部富含多孔结构,n HA晶粒在PA基质中均匀分布.采用静电纺丝法在n HA/PA多孔膜表面构建纳米纤维,随着转速增大,n HA/PA多孔膜表面的PA纳米纤维取向性逐渐增加.引入PA纳米纤维后,双层组织引导膜的力学性能均有增强,在500 r/min转速下,双层组织引导膜中,纳米纤维层与n HA/PA基底应变同时达到最大,拉伸强度达到(39.86±4.73)MPa.细胞实验结果显示,双层组织引导膜周围的细胞生长良好,增殖明显,具有良好的细胞相容性,在牙周组织缺损再生领域有潜在应用前景.     

聚羟基丁酸酯/碳纳米管复合纳米纤维膜的制备及其对重金属离子吸附分离性能的研究

以聚羟基丁酸酯和碳纳米管为原料,采用三氯甲烷/二甲基甲酰胺混合溶液为溶剂,利用静电纺丝技术制备了聚羟基丁酸酯/碳纳米管复合纳米纤维膜.研究了碳纳米管的含量对纳米纤维膜形貌和力学性能的影响,探讨了复合纳米纤维膜对重金属Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的吸附特性.实验结果表明:加入1 wt%碳纳米管能够将纳米纤维的平均直径从(728±146)nm降低至(468±89)nm,纳米纤维膜的比表面积从27.24 m~2/g提高至43.45 m~2/g;碳纳米管的复合能够有效增强聚羟基丁酸酯纳米纤维,当碳纳米管含量1 wt%为最佳,拉伸强度可达5.85 MPa,较纯聚羟基丁酸酯纳米纤维提升了115%.复合纳米纤维膜对重金属离子具有良好的吸附特性,其对Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的最佳吸附pH值为5,此时最大吸附容量分别为91.04、171.05和197.03mg/g,平衡吸附时间分别约为50、60和60 min,吸附率分别为1.79、2.83和3.28 mg/g/min;热力学和动力学分析表明,复合纳米纤维膜对重金属Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)的吸附行为更符合Freundlich模型,吸附过程更符合Pseudo-second order模型;循环使用实验表明,重复使用5次后,其吸附容量可保持在初始值的87%以上,具有较好的使用寿命.     

对叔丁基酰胺化杯[8]芳烃/聚丙烯腈纳米纤维对Cu~(2+)的吸附性能

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,采用静电纺丝技术制备了对叔丁基酰胺化杯[8]芳烃/聚丙烯腈纳米纤维。当含Cu~(2+)溶液的酸度为pH 4.7,温度为35℃时,该纳米纤维对Cu~(2+)的吸附性能最好。该纳米纤维对Cu~(2+)的吸附既符合Langmuir吸附等温模型,也遵循Freundlich吸附等温模型。     

尼龙6纳米纤维膜的制备及其对己烷雌酚的吸附性能研究

采用静电纺丝设备制备尼龙6纳米纤维膜。用静、动态吸附方法,研究了尼龙6纳米纤维膜对己烷雌酚的吸附性能,考察了吸附时间、初始浓度及介质p H值对尼龙6纳米纤维膜吸附己烷雌酚的影响。结果表明,初始浓度为2mg/L时,尼龙6纳米纤维膜吸附己烷雌酚的过程符合准一级动力学模型;当初始浓度在5~20mg/L范围内,吸附过程符合准二级动力学模型。尼龙6纳米纤维膜吸附己烷雌酚的过程符合Freundlich等温吸附模型。     

多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50?120 nm的主纤维和10?50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.     

多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜的制备及其催化性能（英文）

随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50-120 nm的主纤维和10-50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH_4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH_4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.     

偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维的制备及在含金属离子废水处理中的应用

利用电纺丝技术制备了聚丙烯腈纳米纤维无纺布, 然后在水溶液原位偕胺肟化得到偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维, 该纳米纤维可用于吸附再生含金属离子废水. 采用氯化铜溶液模拟含金属离子废水, 探讨不同肟化率的偕胺肟化纳米纤维对铜离子的吸附效果; 发现肟化率78.8%的偕胺肟化纳米纤维的吸附能力最好, 利用Langmuir吸附方程得到最大吸附值为56.5 mg/g, 同时吸附后可将含铜废水浓度从100 mg/L降至13 μg/L, 远远低于国标GB8978-1996规定的铜排放的一级标准(总铜浓度<0.5 mg/L). 吸附铜离子的纳米纤维在1 mol/L稀硝酸中, 100 min后铜离子的解吸附率超过98%. 经4次吸附-解吸附循环后, 偕胺肟化纳米纤维的吸附能力仍能达到首次吸附最大吸附值的50%以上, 表明偕胺肟化纳米纤维具有一定的循环再生能力.     

静电纺丝制备铁(Ⅱ)/聚丙烯腈复合纳米纤维及其应用于吸附铬(Ⅵ)

利用静电纺丝技术制备了铁(Ⅱ)/聚丙烯腈[Fe(Ⅱ)/PAN]复合纳米纤维,用于吸附检测溶液中的铬(Ⅵ)。SEM及BET分析可知,纤维形态结构均匀,直径大约为153nm,比表面积为14.0m2·g-1。Fe(Ⅱ)/PAN复合纳米纤维表面携带的PAN…Fe(Ⅱ)(OH)+官能团能快速吸附去除溶液中的铬(Ⅵ),并将其还原为铬(Ⅲ)。根据吸附等温线模型分析,Langmuir模型更适合本体系,最大吸附量为5.40mg·g-1。在优化的试验条件下,97%的铬(Ⅵ)可被从溶液中去除。     

聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

利用静电纺丝技术,制备了不同的聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜,吸附液体电解质后形成聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜准固态电解质,应用于制备准固态染料敏化太阳能电池(DSSCs).测试了电纺聚合物纳米纤维微孔膜电解质的吸液率、孔隙率、离子电导率等参数,研究了纳米纤维微孔膜准固态电解质DSSCs的光伏性能.结果显示,TiO2的掺入可提高聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜对液态电解质的浸润扩散性能,从而提高纳米纤维微孔膜对液态电解质的吸附能力.组装的DSSCs的光电转换效率可达液态电解质的90%以上,并具有较好的长期工作稳定性.     

载镧偕胺肟基纤维除氟性能研究

本文将稀土元素镧(Ⅲ)负载于偕胺肟基纤维上制备成载镧偕胺肟基纤维吸附剂,探讨该纤维吸附剂对水溶液中氟离子的吸附性能。研究结果表明,吸附最佳pH范围为5～7,在较宽的范围4～10之间也能显示出较高的除氟率;其吸附等温线符合Langmuir方程,最大吸附容量为40.1mg/g;吸附动力学可用准二级速率方程描述。     

二苯并噻吩分子印迹复合膜的制备及脱硫性能的研究

聚丙烯中空纤维膜经多巴胺氧化、硅烷化两步表面改性处理后,以甲基丙烯酸为功能单体进行表面分子印迹聚合,制备了中空纤维膜支撑-二苯并噻吩分子印迹复合膜(MIP-PP膜)。利用红外光谱、扫描电镜对印迹复合膜形态结构进行表征,测定了MIP-PP膜的脱硫性能。结果表明,在298 K时,MIP-PP膜对DBT的吸附在180 min达到平衡,最大吸附容量为133.32 mg/g;MIP-PP膜对DBT的吸附符合Lagergren准一级动力学模型及Langmuir吸附等温线,是可自发进行的放热过程。