角蛋白/PET納米纖維膜的制備及其對Cr(VI)的高吸附性能

Doi:  10.1016/j.scitotenv.2019.135546

在本研究中，作者制備了羊毛角蛋白/PET復合納米纖維膜來吸附酸性溶液中的Cr(VI)，研究表明，該納米纖維膜具有很強的吸附能力。此外，作者研究了不同角蛋白配比的復合膜對PET的吸附性能。在pH值為3的溶液中，當角蛋白濃度為50%時，可以獲得最佳的吸附能力。角蛋白含量越高，膜的親水性越好，孔率越大，氨基質子化程度越大。復合膜的最大吸附能力為75.86?毫克/克，而PET納米纖維膜為27.27?毫克/克。FTIR和XPS分析結果表明，角蛋白的雙硫鍵和氨基都參與了吸附過程。該工藝是通過對氨基的靜電吸附和半胱氨酸氧化物中雙硫鍵的氧化還原反應來實現的。因此，實際上電紡角蛋白/ PET復合膜為75.86?毫克/克。該研究為納米纖維膜吸附溶液中重金屬離子提供了一定的參考價值。

圖1 角蛋白/PET納米纖維膜的制備及吸附過程示意圖。

圖2角蛋白/PET納米纖維膜的SEM圖像和直徑分布:(a)K-PET-1，(b) K-PET-2， (c)K-PET-3，(d) K-PET-4，(e) K-PET-5，(f)K-PET-6 。

圖3吸附Cr(VI)后電紡角蛋白/PET膜的SEM圖像：(a)K-PET-1；(b) K-PET-2；(c) K-PET-3；(d) K-PET-4； (e)K-PET-5。

圖4 (a) K-PET-5在pH為2、3、4、5、6時吸附Cr(VI)的動力學；(b) K-PET-5在pH為3、接觸時間為12h時吸附Cr(VI)的等溫線；(c) K-PET-5的吸附能力和再生率。

圖5(a)角蛋白與復合膜的TG曲線；(b) K-PET-5納米纖維膜吸附前后的FTIR光譜和(c) XPS分析；(d)吸附后的Cr(VI)光譜；(e)吸附前后的O1s。

圖6 Cr(VI)去除機理示意圖。