DOI:10.1016/j.indcrop.2020.112543
大麥醇溶蛋白作為啤酒釀造過程中的副產品,可以通過靜電紡絲技術生產用于去除Cd(II)的納米纖維。該方法具有成本低、方便和可持續的優點。N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)的引入提高了Cd(II)的吸附能力。SEM結果表明,隨著MBA的加入,大麥醇溶蛋白/MBA電紡納米纖維(HMENF)的直徑減小,并且在30%MBA(w/w)含量范圍內獲得了無珠的納米纖維。ATR-FTIR和XRD分析證實了MBA和大麥醇溶蛋白之間發生了交聯反應。結果表明,HMENF膜在pH5-6、160 mg/L初始Cd(II)濃度和10 h接觸時間下具有最佳吸附。通過吸附動力學和吸附等溫線評估了其基本吸附性能。吸附數據與擬二階(PSO)模型和Langmuir等溫線模型非常吻合。計算出最大吸附容量為48.78 mg/g。即使經過5個循環過程,仍具有較高的Cd(II)吸附能力。此外,還對其吸附性能和機理進行了比較和探討。以上所有結果表明,新型HMENF膜在含Cd(II)廢水處理應用中是一種很有前途的吸附劑。
圖1.HMENF膜的SEM形態和直徑分布:(a)大麥醇溶蛋白,(b)大麥醇溶蛋白+10%MBA,(c)大麥醇溶蛋白+15%MBA,(d)大麥醇溶蛋白+20%MBA,(e)大麥醇溶蛋白+25%MBA,(f)大麥醇溶蛋白+30%MBA。
圖2.MBA和HMENF膜的ATR-FTIR光譜:(a)純MBA,(b)大麥醇溶蛋白,(c)大麥醇溶蛋白15%+MBA10%,(d)大麥醇溶蛋白15%+MBA15%,(e)大麥醇溶蛋白15%+MBA20%,(f)大麥醇溶蛋白15%+MBA25%。
圖3.MBA和HMENF膜的XRD光譜:(a)大麥醇溶蛋白,(b)MBA,(c)大麥醇溶蛋白15%+MBA10%,(d)大麥醇溶蛋白15%+MBA15%,(e)大麥醇溶蛋白15%+MBA20%,(f)大麥醇溶蛋白15%+MBA25%。
圖4.pH(a)、吸收時間(b)和初始Cd(II)濃度(c)對HMENF膜吸附性能的影響。
圖5.HMENF膜的吸附動力學擬合曲線:(a)偽一級模型,(b)偽二級模型,(c)Weber-Morris模型。
圖6.HMENF膜的吸附等溫線擬合:(a)Freundlich模型,(b)Langmuir模型。
圖7.HMENF膜上的Cd(II)吸附機理。
圖8.HMENF膜的可重復使用性。