靜電紡絲制備納米復(fù)合材料及其應(yīng)用研究.pdf

1、汞污染是全球關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題,對(duì)人體和生態(tài)系統(tǒng)具有嚴(yán)重威脅。大氣中的汞通過(guò)多種途徑最終會(huì)沉降進(jìn)入土壤和水體等環(huán)境介質(zhì)。進(jìn)入水體中的痕量汞可以通過(guò)生物富集、生物放大和生物甲基化作用，發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)化，生成有機(jī)汞化合物，濃度和毒性增長(zhǎng)數(shù)千倍，并具有的強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性和遺傳毒性，對(duì)人類產(chǎn)生更嚴(yán)重的威脅。因此，脫除大氣中微量汞對(duì)保護(hù)環(huán)境健康具有非常重要的意義。目前，汞的脫除技術(shù)很多，其中吸附法具有操作簡(jiǎn)單、效果好等特點(diǎn)，具有很好的實(shí)際應(yīng)用前景。然而，由

2、于常規(guī)吸附劑對(duì)汞的吸附效率低、吸附容量小、缺乏選擇性，并且難以回收再利用。因此，研究開(kāi)發(fā)具有高選擇性、高吸附容量，并且可回收再生的新型吸附材料是汞污染控制領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
　　本文利用靜電紡絲技術(shù)制備得到了新型納米復(fù)合纖維，并用于水體和大氣中微量汞的脫除。具體內(nèi)容包括：（1）采用靜電紡絲技術(shù)一步制備得到Ag-PVA復(fù)合納米纖維，通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀（XRD）、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）和 X射線光

3、電子能譜分析（XPS）對(duì)制備得到復(fù)合納米纖維膜進(jìn)行了表征。研究了該材料對(duì)水體中汞的靜態(tài)吸附性能，考察了硝酸銀含量、溫度、初始濃度、pH值，共存離子等因素的影響，并探索了材料的再生方法和抗菌性能，研究了復(fù)合纖維吸附水中汞的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特性。研究表明，該材料對(duì)水體汞吸附效果良好，吸附容量可大229mg/g，吸附過(guò)程符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir熱力學(xué)模型，并且具有良好的抗菌性能。（2）用靜電紡絲技術(shù)制備得到Ag-PVA復(fù)合納米纖維

4、。研究了該材料對(duì)水體中汞的動(dòng)態(tài)過(guò)濾吸附性能，考察了硝酸銀含量、纖維膜厚度、汞溶液流速、初始濃度、pH值，共存離子等因素的影響，考察了材料對(duì)低濃度汞的富集效果，探索了材料的吸附脫附和再生能力。結(jié)果表明該材料對(duì)水體中汞離子的過(guò)濾吸附效果良好。（3）用靜電紡絲技術(shù)制備得到Ag-PVA復(fù)合納米纖維，然后經(jīng)過(guò)預(yù)氧化和高溫碳化得到負(fù)載納米銀的復(fù)合碳纖維，通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀（XRD）、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）、透射電子顯

5、微鏡（TEM）對(duì)復(fù)合碳納米纖維進(jìn)行了表征。研究了該材料對(duì)氣態(tài)元素汞的脫除性能，考察了硝酸銀含量、預(yù)氧化溫度、碳化溫度、初始汞濃度、吸附溫度等因素的影響，通過(guò)加熱方法探索了材料的再生效果，通過(guò)X射線光電子能譜分析（XPS）對(duì)材料的吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。另外，通過(guò)4-硝基苯酚的催化降解模型對(duì)材料的催化性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，復(fù)合碳納米纖維對(duì)氣態(tài)元素汞具有良好的吸附能力，吸附效率在90％以上的吸附容量可達(dá)27mg/g，同時(shí)具有良好的催化效果。