DOI: 10.1039/d0ra02723e
本研究利用靜電紡絲技術制備了由有機聚偏氟乙烯(PVDF)和無機鐵錳二元氧化物(FMBO)納米粒子組成的新型靜電紡納米纖維(NFs),用于從污染水中吸附As(V)。在納米纖維基質中,使用0至0.5不同重量比的PVDF/FMBO組成的摻雜溶液制備了納米纖維。然后利用SEM、XRD、FTIR和TEM對納米纖維和FMBO顆粒進行了表征。XRD分析表明,FMBO納米粒子成功地浸漬在所研究的納米纖維基質中。使用含有最多數量FMBO納米顆粒(稱為PVDF/FMBO 0.5)的納米纖維,可以獲得高達21.32 mg g-1的As(V)吸附容量。此外,使用稀堿溶液(NaOH和NaOCl)可以很容易地再生PVDF/FMBO 0.5納米纖維的吸附性能。
圖1.合成的FMBO納米顆粒在不同放大倍率下的形貌:(a)20 nm,(b)100 nm,(c)200 nm。
圖2.(a)FMBO顆粒、(b)PVDF納米纖維和(c)FMBO/PVDF納米纖維的XRD圖。
圖3.砷吸附實驗之前(a)和之后(b)的FMBO顆粒的FTIR光譜。
圖4.用不同重量比的FMBO/PVDF制備的納米纖維上表面的SEM顯微照片:(a)PVDF,(b)FMBO/PVDF-0.125,(c)FMBO/PVDF-0.25,(d)FMBO/PVDF-0.5。
圖5.初始pH值對PVDF/FMBO-0.5去除As(V)的影響(工作條件:As(V)的初始濃度=30 mg L-1,納米纖維重量=0.2 g L,攪拌速度=200 rpm,溫度=25℃以及接觸時間=48 h)。
圖6.不同FMBO/PVDF比的納米纖維對As(V)的吸附等溫線:(a)NF-0.125、(b)NF-0.25和(c)NF-0.5納米纖維(實驗條件:納米纖維重量=0.2 g,溫度=25℃,接觸時間=24 h)。
圖7.PVDF/FMBO-0.5納米纖維上As(V)吸附動力學隨時間的變化(工作條件:初始As(V)濃度(C0)=20 mg L-1,溫度=25℃,納米纖維重量=0.2 g,平衡時間=10 h)。