DOI:10.1021/acsami.0c15638
球形聚多巴胺（PDA）吸附劑通常不方便檢測且難以回收，這限制了其在廢水凈化中的實際應用。在此，將聚多巴胺微球（PDA-MP）與pH/溫度雙響應共聚物結合在一起，采用靜電紡絲技術制備了新型復合纖維。將所制備的復合纖維浸入不同pH值的水溶液后，其不溶性組分可保持在89％以上。此外，經過五次吸附-解吸循環后，復合纖維的再生效率也可保持在80％以上。這些結果均表明，所制備的復合纖維可以有效地避免吸附過程中的二次污染。另外，纖維中存在大量的N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）單元使其具有相對較高的水溶脹能力（4643％），這可以進一步提供相對較大的內部空間以容納染料分子。同時，通過摻入β-環糊精（β-CD）、甲基丙烯酸（MAA）、PDA和NIPAM組分，可以提供大量的活性吸附位點，與亞甲基藍（MB）染料相互作用。因此，復合纖維的吸附實驗表明，在pH=9.0和溫度為55℃時，最大吸附容量為1722.1 mg/g。偽二級吸附動力學模型表明這是一個化學吸附過程。此外，Langmuir模型可以更好地描述吸附實驗數據，從而推斷其單層吸附量。吸附熱力學研究表明，吸附是一個自發的吸熱過程。另外，由于吸附劑的疏水性和分子反應性的增加，溫度的升高促進了吸附過程。本研究表明，智能響應聚合物與PDA-MP的組合有望成為用于廢水處理的候選吸附劑。
圖1.復合交聯電紡纖維的制備過程示意圖。
圖2.PDA-MPs（a），PNCD-PNMA/PDA-MPs-1纖維（b），PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維（c）和PNCD-PNMA/PDA-MPs-3（d）纖維的SEM圖像（黃色箭頭用于指示復合纖維內的PDA-MPs）。
圖3.PNCD-PNMA/PDA-MP纖維交聯之前和之后的FT-IR光譜（a），具有不同含量PDA-MPs的復合纖維的TGA曲線（b）。
圖4.將PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維浸入水溶液后的SEM圖像：25℃，pH值為5.0（a），7.0（b）和9.0（c）以及55℃，pH值為5.0（d），7.0（e）和9.0（f）（（a-f）的插圖顯示了纖維的直徑分布）。
圖5.浸入不同pH值（3.0-11.0）的水溶液后，PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維的不溶性組分（a）。在25℃下，將PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維浸入pH=7的水溶液中40h后的SEM圖像（b）（（b）的插圖顯示了纖維的直徑分布）。
圖6.在不同溫度下具有不同PDA-MP負載量的PNCD-PNMA/PDA-MPs纖維的水接觸角（a），在75℃下45s內水接觸角的照片（b）。
圖7.在不同溫度（25-75℃）（a）和不同pH值（3.0-11.0）（b）下，具有不同PDA-MP負載量的PNCD-PNMA/PDA-MP纖維的溶脹率。
圖8.使用PNCD-PNMA/PDA-MPs-1（a），PNCD-PNMA/PDA-MPs-2（b）和PNCD-PNMA/PDA-MPs-3（c）纖維時，MB溶液的時間依賴性紫外-可見光譜。具有不同PDA-MP負載量的PNCD-PNMA/PDA-MP纖維的ζ-Zeta電位（d）。
圖9.在兩種不同溫度下，PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維對MB的吸附量隨時間的變化（a）。在不同pH值（2.0-11.0）和兩種不同溫度下（b）PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維對MB的吸附能力。
圖10.PNCD-PNMA/PDA-MP纖維對MB的擬議吸附機理。
圖11.纖維在25和55℃下吸附MB的偽一階和偽二階動力學模型（a）。纖維偽一階（b）和偽二階（c）模型的線性擬合。吸附過程中的粒子內擴散模型（d）。
圖12.在不同溫度下，PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維對具有不同初始濃度的MB的吸附容量的擬合趨勢曲線（a）。通過擬合Langmuir和Freundlich模型（b），研究PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維對MB的吸附等溫線。Langmuir（c）和Freundlich模型（d）的線性擬合。
圖13.PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維隨溫度變化的波動（a）。PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纖維對MB的再生效率（b）。
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