基于廢水處理的PCL-Fe3O4磁性復(fù)合納米纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、紡織染料廢水的排放和循環(huán)利用由于成本高、污染大，已成為紡織企業(yè)共同面臨的難題。亞甲基藍是紡織印染中一種常用染料，處理含有亞甲基藍染料廢水的方法主要有生物降解法、混凝沉降法、氧化處理法、活性炭吸附法和光催化法等，而Fenton試劑氧化法具有氧化能力強、降解效率高、設(shè)備成本低、無毒副產(chǎn)物的優(yōu)點，是一種有效降解廢水的方法。然而納米級的Fe3O4顆粒作為Fenton試劑原料易發(fā)生團聚，降低自身的反應(yīng)活性，處理完廢水后不易分離，且會產(chǎn)生二次污染。

2、
　　針對上述問題，本文研究了Fe3O4納米粒子通過靜電紡絲技術(shù)負載到納米纖維上的可行性，制備具有催化效應(yīng)的磁性復(fù)合納米纖維膜。研究了復(fù)合纖維膜在降解亞甲基藍染料過程的作用機理，模擬復(fù)合纖維膜在廢水中的應(yīng)用?；谶@個目標，本論文開展了以下兩個方面的研究：
　　（1）磁性復(fù)合納米纖維的制備。本課題通過大量的預(yù)實驗分析，選用可紡性好的聚己內(nèi)酯（PCL）作為紡絲原料，以聚合物濃度和納米顆粒Fe3O4含量為切入點，通過靜電紡絲技術(shù)制

3、備出不同F(xiàn)e3O4含量的PCL/Fe3O4磁性復(fù)合納米纖維。通過SEM分析，聚合物濃度為15％PCL纖維的形貌結(jié)構(gòu)光滑，纖維平均直徑較大，可以負載更多的Fe3O4納米顆粒，但是顆粒含量的增加，易在纖維中發(fā)生團聚，納米纖維的尺寸不均勻性變大；利用FTIR、DSC和XRD分析了不同F(xiàn)e3O4含量的PCL/Fe3O4復(fù)合纖維中的分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，PCL與Fe3O4之間為物理復(fù)合，結(jié)晶行為沒有發(fā)生改變；利用PMA孔徑測試儀和拉伸強度測試儀，分

4、別測試了復(fù)合纖維膜的多孔的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，為后期降解亞甲基藍的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)；利用先進的VSM磁學(xué)測量系統(tǒng)對復(fù)合納米纖維的磁性進行分析，觀察其磁性能變化。
　?。?）復(fù)合纖維膜降解亞甲基藍的性能研究。利用Fenton試劑的強氧化性原理，將制成的PCL/Fe3O4復(fù)合纖維膜降解亞甲基藍模擬廢水。利用單因子變量的方法探索了初始pH值、纖維膜的投入量、復(fù)合納米纖維中Fe3O4含量、溶液中初始H2O2濃度、反應(yīng)時間對降解效果的影響，并

5、在最佳降解條件下，探討其復(fù)合納米纖維膜的循環(huán)使用性能。實驗結(jié)果表明，在初始pH值為3、纖維膜的投入量為65mg、Fe3O4含量為150mg/L、初始H2O2濃度為15%、反應(yīng)時間為150min時，降解性能最佳；復(fù)合纖維膜重復(fù)循環(huán)使用6次，仍具有良好的降解性和穩(wěn)定性。
　　通過本課題的初步探索，利用靜電紡絲技術(shù)成功地將Fe3O4顆粒均勻負載于納米纖維膜上，在模擬廢水處理中可以有效的降解亞甲基藍染料，為工業(yè)印染廢水處理提供了新的解決思