電紡木質素基復合納米纖維膜在水凈化中的應用研究

DOI：10.1016/j.ijbiomac.2019.08.221

采用靜電紡絲法制備了堿木質素/聚乙烯醇（木質素/PVA）復合納米纖維膜，并將其作為吸附劑對藏紅T（ST）的吸附性能進行了測試。研究了木質素/PVA配比對制備的復合膜形態和化學性能的影響。通過研究初始染料pH值、時間和溫度對復合膜吸附性能的影響，進一步評價了復合膜的脫附和循環性能。結果表明，在PVA和木質素的羥基之間形成了牢固的分子間氫鍵。隨著木質素含量的增加和碳化過程的進行，纖維直徑呈減小趨勢。制備出的優良的無珠膜，其木質素含量高達50 wt.％。進一步的研究發現，吸附能力隨初始染料pH和溫度的升高而增加。吸附結果表明，復合膜的吸附行為與Langmuir等溫線和擬二級動力學模型具有較好的一致性。吸附劑表現出優異的解吸性能，最佳解吸時間為4 h，循環性能穩定。總體而言，這些結果表明木質素/ PVA復合納米纖維膜可作為一種經濟高效的吸收劑，用于從廢水中去除染料。

圖1.木質素/ PVA復合碳納米纖維膜的制備過程示意圖。

圖2.木質素/ PVA復合納米纖維膜的FE-SEM圖像：（a）0/100; （b）20/80； （c）40/60； （d）50/50，（e）60/40，（f）80/20

圖3.木質素/ PVA復合碳納米纖維膜的FE-SEM圖像：（a）0/100; （b）20/80； （c）40/60； （d）50/50，（e）60/40，（f）80/20

圖4.純PVA，粗木質素粉和木質素/ PVA復合納米纖維膜的FT-IR光譜。

圖5.具有不同彎曲形狀的木質素/ PVA復合碳膜的柔韌性表現。

圖6.時間（a），初始pH（b）和溫度（c）對吸附容量的影響。

圖7. ST染料在復合納米纖維膜上的吸附等溫線：（a）Langmuir模型，（b）Freundlich模型。

圖8. ST染料在復合納米纖維膜上的吸附動力學：擬一級動力學模型（a），擬二級動力學模型（b）和顆粒內擴散動力學模型（c）。

圖9.木質素/ PVA復合膜上ST染料的解吸行為（a）和示意圖（b）。

圖10.木質素/ PVA復合膜的再循環行為（a）和ST染料在木質素/ PVA復合膜上的吸附機理（b）。