聚丙烯腈螯合纳米纤维膜对重金属离子的选择性吸附研究

王 翔，龚宸悦，武健丹，张爱英，叶 霖，冯增国

（北京理工大学 材料学院，北京 100081）

在各类吸附材料中，螯合吸附材料由于选择性高、吸附容量高且简便高效，在水处理领域受到广泛关注［1-2］。将对金属离子具有螯合作用的基团（如偕胺肟型、氨基磷酸型、亚胺乙酸型等）键合于吸附材料表面，可有效提升吸附效果。作为一种可制备高比表面积和高孔隙率薄膜材料的新型加工方法，利用静电纺丝技术制备吸附材料方面也取得了一定的进展［3-4］。Li Yanzi等［5］将MnO2在聚多巴胺涂层的帮助下原位加载到柔性电纺聚丙烯腈（PAN）纤维上，该纤维对Pb2+具有良好的吸附能力，吸附过程遵循伪二级模型和Langmuir等温吸附模型。将静电纺纤维膜进行螯合改性并同时对多种重金属离子进行选择性吸附的研究鲜见报道。本工作制备了偕胺肟型静电纺PAN螯合（A-PAN）纳米纤维膜，研究了反应温度对 PAN 分子中腈基（—CN）转化率的影响及不同转化率的A-PAN纤维膜对Fe3+，Cu2+，Pb2+的吸附能力。

1 实验部分

1.1 主要原料

PAN，重均分子量为150 000，分析纯，西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司；二甲基甲酰胺（DMF），碳酸钠：均为分析纯，北京化工厂；盐酸羟胺，分析纯，阿法埃莎（天津）化学有限公司；CuCl2，Pb（NO3）2，FeCl3：均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器

SS系列静电纺丝仪，北京永康乐业科技发展有限公司；BCPCAS4800型冷场发射扫描电子显微镜，日本日立公司；IRPrestige21型傅里叶变换红外光谱仪，日本岛津公司；X-pert型X射线衍射仪，荷兰帕纳克有限公司。PHSJ-4A型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；……