Appl. Sci.：含LiCl的電紡納米纖維在水處理應用中的參數化研究

DOI:10.3390/app10207295

使用響應面法研究了靜電紡絲參數對聚醚砜（PES）納米纖維直徑的影響。研究的靜電紡絲參數包括氯化鋰（LiCl）濃度、PES濃度、進料速率和針尖到收集器的距離。在95％的置信水平下，通過使用二階多項式函數將平均纖維直徑與這些因素相關聯。統計分析表明，LiCl濃度、PES濃度和進料速率與纖維直徑有顯著的關系，而LiCl濃度是決定纖維直徑的最重要因素。當LiCl濃度增加時，纖維直徑減小，因為隨著LiCl含量的增加，需要更大的施加電壓來克服靜電吸引。此外，PES濃度與進料速率之間的相互作用、PES濃度與針尖到收集器距離之間的相互作用以及LiCl濃度的二次系數都具有重要意義。經計算，模型的校正決定系數（Radj2）為0.9106。水通量的測量表明，膜纖維直徑的減小導致初始純水通量降低。用0.6μm聚苯乙烯（PS）懸浮液進行的保持測試表明，隨著纖維直徑的減小，孔徑減小，顆粒去除效率提高。

圖1.測得的施加電壓和預測的施加電壓（a），測得的纖維直徑和預測的纖維直徑（b）的奇偶性圖。

圖2.當LiCl濃度為0.01％（w/v），針尖到收集器的距離為20cm時，平均纖維直徑（Y2，nm）與進料速率和PES濃度的函數關系等高線圖（a）；當LiCl濃度為0.01％（w/v），進料速率為0.3mL/h時，平均纖維直徑（Y2，nm）與針尖到收集器的距離和PES濃度的函數關系等高線圖（b）。

圖3.在每種最佳電壓下，當進料速度為0.5mL/h，針尖到收集器的距離為20cm時，含不同LiCl濃度的30％（w/v）PES納米纖維的FE-SEM圖像（5000倍）。（a）0％（w/v）/13.0kV，（b）0.01％（w/v）/15.5kV，（c）0.03％（w/v）/17.5kV，（d）0.05％（w/v）/19.5kV，（e）0.01％（w/v）/22.0kV。

圖4.在每種最佳電壓下，當進料速率為0.5mL/h，針尖到收集器的距離為20cm時，LiCl濃度對30％（w/v）PES納米纖維平均直徑的影響。

圖5.PES ENMs的透水性（a）和0.6μm PS懸浮液過濾性能（b）。