DOI:10.1016/j.seppur.2020.116916
香蘭醛是一種天然醛類化合物，富含香草豆、甜菜和安息香膠，尤其可從木質素中提取。與從可食用作物中提取的其他生物質不同，從木質素中提取的香蘭醛等生物質由于木質素在森林中含量豐富，激發了人們越來越多的興趣。
近日，北京化工大學鄧建平教授&潘凱教授合作開發（共同通訊作者)首次以生物質香草醛衍生聚合物為原料，采用靜電紡絲技術制備了含醛基納米纖維膜（ANFMs）。由于電紡納米纖維具有高比表面積的優勢，功能性醛基易于接觸并可有效地進行席夫堿反應，然后通過還原反應和質子化反應對纖維膜進行改性。三步反應使原始疏水性ANFMs轉變為帶有功能性銨基團（NFMs-NH3+）的親水性納米纖維膜。通過SEM、FT-IR和水接觸角測量對產物進行表征。所制備的膜（NFMs-NH3+）作為吸附劑可很好地去除陰離子污染物。對甲基橙和十二烷基硫酸鈉的最大吸附量分別達到406.6和636.0 mg/g。納米纖維在六次吸附/解吸循環中顯示出較高的可重復使用性和穩定性。以聚乙烯醇和磺胺甲噁唑為模型，所得納米纖維對非離子有機污染物也有一定的吸附作用。本研究為利用生物質香草醛開發新型資源可持續納米材料提供了新的策略，同時活性醛基及衍生的功能結構使其具有多種潛在的應用。
相關成果以題為“Aldehyde-containing nanofibers electrospun from biomass vanillin-derived polymer and their application as adsorbent”發表Separation and Purification Technology在期刊上。論文第一作者為北京化工大學材料學院研究生趙冉，通訊作者為北京化工大學材料學院鄧建平教授和潘凱教授。鄧建平教授主要從事生物基高分子和仿生高分子的研究，潘凱教授主要從事微納功能材料的研究工作。
圖1.從生物基單體香草醛開始制備聚合物（PVMA）的示意圖（A部分）；通過與乙二胺、硼氫化鈉和HCl的連續反應制備功能膜（B部分）；以及膜對SDS和MO的吸附性能（C部分）。
圖2.由純PVMA構建的（A）納米纖維的SEM圖像；（B）ANFMs；（C）NFMs-NH3+和（D）再生NFMs-NH3+，比例尺為4μm。
圖3.（A）PVMA和納米纖維膜（B）ANFMs，（C）SBNFMs和（D）NFMs-NH3+（KBr片）的FT-IR光譜。
圖4.（A）ANFMs、（B）SBNFMs和（C）NFM-NH3+的水接觸角。
圖5.（A）NFMs-NH3+對SDS的吸附等溫線，SDS的初始濃度=400、500、600、800、1000、1100、1200mg/L；吸附時間40h；（B）使用Frendilich模型和Langmuir模型的擬合結果；（C）時間-吸附量曲線，初始濃度，800mg/L；（D）使用偽一階模型和偽二階模型擬合結果。
圖6.（A）MO在膜上的平衡吸附等溫線，吸附時間為50h；MO的初始濃度=100、150、200、400、600、800、1000mg/L；（B）MO吸附的Langmuir等溫線和Frendlich等溫線。（C）吸附時間對染料在膜上吸附的影響，MO的初始濃度為800mg/L；（D）使用偽一階模型和偽二階模型擬合結果。
圖7.NFMs-NH3+在循環吸附MO中的吸附能力。初始染料濃度為800mg/L。
