DOI: 10.1016/j.jenvman.2021.111996
迫切需要開發用于從水溶液中去除重金屬離子的有效策略，因為這些污染物具有很強的毒性和致癌性，并且對生物會產生有害影響。當前研究的重點在于電紡吸附納米纖維膜的制備及其對超濾廢水中有毒Ni（II）和Cu（II）的去除效果。用硫醇官能團修飾水熱合成的鈦酸酯納米管（TNT），然后通過靜電紡絲工藝直接摻入聚氯乙烯納米纖維基質中，以制備吸附膜。利用XPS、FTIR、FESEM、EDX和TEM分析對所制備的電紡納米纖維膜和納米吸附劑的理化性質、表面結構和形貌進行了表征，并評估了其在連續超濾模式下的重金屬離子去除性能。在金屬離子的吸附過濾中，考察了UF系統中的影響因素，包括納米吸附劑的負載量（0.5-1.5wt％），初始金屬離子濃度（60-150mg/L），進料溫度（約為25°C-45°C），競爭離子的存在和可重復使用性，該超濾系統含有1.5wt％硫醇修飾TNT和原始TNT吸附劑的膜，與其他膜相比，表現出優異的去除效率。含1.5wt％官能化TNT的膜的Cu（II）和Ni（II）去除效率最高，分別為90％和86.7％。正如預期的那樣，由于修飾的TNT吸附劑在電紡納米纖維的大表面積上均勻分散并且聚集較少，因此可以利用納米顆粒的更大吸附容量。而且，由于硫醇官能團對金屬離子具有很強的親和力，這些膜能更有效地去除金屬污染物。此外，在存在競爭離子的情況下，所制備的膜對Cu（II）的去除效率沒有明顯變化。即使在連續超濾實驗中經過四個吸附/再生循環后，所制備的膜仍能達到令人滿意的性能，證明了所制備的吸附性納米纖維膜用于去除重金屬離子的可行性和有效性。
圖1.電紡納米纖維膜的制備步驟。
圖2.在不同的納米吸附劑負載下，所制備的納米纖維膜的上表面和橫截面的FESEM顯微照片；PVC支撐層（a，b），PVC-TNT-0.5（c，d），PVC-TNT-1（e，f），PVC-TNT-1.5（g，h）和PVC-TNT/SH-1.5（i，j）。
圖3.TNT/SH NPs的XPS光譜：全掃描（a）以及Ti2p（b），O1s（c），S2p（d），C1s（e）和Si2p（f）的高分辨率光譜。
圖4.PVC-TNT-1.5和PVC-TNT/SH-1.5納米纖維膜在不同初始進料濃度下處理Cu2+和Ni2+廢水的性能與時間的關系；實線：離子去除百分比，虛線：滲透液中離子的濃度。
圖5.PVC-TNT和PVC-TNT/SH納米纖維膜在不同吸附劑量下處理Cu2+和Ni2+廢水的性能隨時間的變化；實線：離子去除百分比，虛線：滲透液中離子的濃度。
圖6.當存在Zn2+作為競爭離子時，PVC-TNT-1.5和PVC-TNT/SH-1.5納米纖維膜處理Cu2+和Ni2+廢水的性能與時間的關系；二元溶液進料濃度：60mg/L-60mg/L；實線：離子去除百分比，虛線：滲透液中離子的濃度。
圖7.恢復后，PVC-TNT-1.5和PVC-TNT/SH-1.5納米纖維膜處理Cu2+和Ni2+廢水的性能與時間的關系；進料濃度=60mg/L，0.05M HCl作為剝色劑；實線：離子去除百分比，虛線：滲透液中離子的濃度。
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