改性聚丙烯腈纤维膜处理铅离子废水的研究

孙墨杰，郭思成，宋伟，刘晓萌，吴琼，王世杰

(1.东北电力大学 化学工程学院，吉林 吉林 132012；2.中国人民解放军32683部队，吉林 吉林 132012；3.华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州 310030)

近年来，随着经济的发展，水污染逐渐引起人们广泛关注[1-3]。水中重金属离子严重威胁人类的生命健康[4-7]。其中铅离子是一种强污染物，会引发癌症，甚至死亡[8-10]。因此，需要研究一种高效的铅离子去除方法。

聚丙烯腈(PAN)是一种优良的膜材料，改性PAN如磷酸化[11]、胺基化[12-14]、偕胺肟[15-16]和PAN/PPy/MnO2纳米纤维膜[17]作为吸附剂用于去除重金属离子表现出较好的吸附性，但利用硫代乙酰胺负载聚丙烯腈获得的材料应用于处理含铅离子废水还未见报道。

本文采用静电纺丝法制备改性纤维膜，期望得到一种高效改性纳米纤维膜吸附剂，并为其应用于去除工业废水中铅离子提供依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

聚丙烯腈(PAN)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、硫代乙酰胺(TAA)、硝酸铅、盐酸、氢氧化钠均为分析纯。

AA-7000原子吸收分光光度计；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器；GZX-9023MBE电热鼓风干燥箱；EW-P303-EACF0高压直流电源；356665红外光谱仪；XRD-7000X射线衍射仪。

1.2 材料的制备

称取PAN粉末和TAA颗粒，边搅拌边缓慢加入到盛有DMF(10 mL)的烧杯中，不断搅拌，直至完全溶解得到均匀、透明纺丝溶液，其中质量比PAN∶DMF∶TAA=1∶9.5∶1。用内径0.55 mm的塑料管吸取一定量纺丝溶液，在纺丝速度0.5 mL/h、电压 20 kV、接收距离为15 cm的纺丝条件下进行材料制备，最后在锡纸上获得膜材料，即为改性PAN纳米纤维膜。

1.3 吸附实验

将一定质量的改性纳米纤维膜裁剪成合适形状、大小，放到一器件中，构成膜组件，构成动态吸附模型。……