北京化工大學曹鼎等Chem. Phys.：等離子誘導的接枝共聚電紡PET膜用于去除水溶液中的Cu2+

DOI:10.1016/j.chemphys.2020.110832

近日，北京化工大學化學學院曹鼎副教授等在Chem. Phys.期刊上發表了題為” Plasma induced graft co-polymerized electrospun polyethylene terephalate membranes for removal of Cu²⁺ from aqueous solution”的論文。文章中，研究者采用等離子技術活化PET電紡納米纖維膜表面，結合接枝共聚合，得到具有對Cu²⁺具有高吸附能力的改性膜。

通過表面接枝丙烯酸和丙烯酰胺的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）電紡納米纖維膜作為吸附材料，以去除水溶液中的Cu²⁺。文章研究了影響Cu²⁺吸附的因素，如初始金屬濃度和pH值。SEM圖像顯示該膜具有幾何上均勻且無缺陷的納米纖維結構。通過等離子接枝共聚，羧基和丙烯酰胺基接枝到PET膜的表面，PET納米纖維膜成功地從疏水性變為親水性。吸附實驗和XPS光譜證實了Cu²⁺在改性膜表面的吸附及吸附的多少。經羧基和丙烯酰胺基修飾的PET納米纖維膜表面具有特定的官能團，可實現對Cu²⁺的有效、高容量、強吸附以及極高的可重復使用性。這項研究擴展了從水溶液中去除重金屬離子Cu²⁺的吸附材料的種類，提供了一種吸附重金屬離子特別是銅離子有效方法。

圖1.改性前后電紡膜的SEM圖像：a）PET，b）PET-Y-AM，c）PET-Y-AA，d）PET-Q-AA。

圖2.電紡PET膜的WCA（a）和PET-Q-AA膜的潤濕過程（b，c，d）。

圖3.改性前后PET納米纖維膜的FT-IR光譜：a）AA接枝前后的PET納米纖維膜；b）AM接枝前后的PET納米纖維膜。

圖4.Cu²⁺吸附前（a）和吸附后（b）PET-Y-AA納米纖維膜的XPS光譜。

圖5.初始濃度對Cu²⁺在PET-Q-AA納米纖維膜上吸附的影響。

圖6.pH值對吸附的影響。

圖7.根據Langmuir方程（a）和Freundlich方程（b），Cu2+在改性PET納米纖維膜上的吸附等溫線。

圖8.改性膜用于去除Cu²⁺的可重復使用性。