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静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对Cu~(2+)、Ni~(2+)及Cd~(2+)的吸附特性
引用本文:张慧敏,阮弦,胡勇有,程建华,谭平.静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对Cu~(2+)、Ni~(2+)及Cd~(2+)的吸附特性[J].环境科学学报,2015,35(1):184-193.
作者姓名:张慧敏  阮弦  胡勇有  程建华  谭平
作者单位:华南理工大学土木与交通学院, 广州 510641;华南理工大学化学与化工学院, 广州 510641;1. 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室, 广州 510006;2. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;1. 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室, 广州 510006;2. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
摘    要:采用SEM、FTIR、XRD、BET等技术对静电纺丝制得的吸附材料壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)纳米纤维膜进行表征,并通过对模拟重金属离子废水的吸附实验,系统考察了溶液pH、重金属离子(Cu2+、Ni2+及Cd2+)初始浓度和反应温度对吸附的影响.结果表明,在外加电压25kV、接触距离15.0 cm、纺丝速度0.15 m L·h-1的条件下,可制得CS/PVA质量比为20/80的连续无缺陷的平均直径76.31 nm、比表面积219.4m2·g-1的纤维膜.CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附在2 h内达到平衡,其吸附容量随着温度的升高而升高,随着初始浓度的增大而增大,随着pH值的升高而提高,在pH=5.5时达到最大.在25℃和pH=5.5的条件下,用CS/PVA纳米纤维膜吸附浓度100 mg·L-1的Cu2+、Ni2+和Cd2+溶液,吸附容量分别为98.65、116.89和124.23 mg·g-1,且对重金属吸附无选择性.吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附动力学同时匹配准一级动力学模型和准二级动力学模型.热力学参数(ΔG、ΔH和ΔS)计算结果表明,CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附是自发的吸热反应.

关 键 词:壳聚糖/聚乙烯醇  静电纺丝  纳米纤维膜  重金属  吸附
收稿时间:2014/2/22 0:00:00
修稿时间:4/9/2014 12:00:00 AM

Adsorptive characteristics of Cu2+, Ni2+ and Cd2+ on chitosan/poly(vinyl alcohol) nanofiber
ZHANG Huimin,RUAN Xian,HU Yongyou,CHENG Jianhua and TAN Ping.Adsorptive characteristics of Cu2+, Ni2+ and Cd2+ on chitosan/poly(vinyl alcohol) nanofiber[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2015,35(1):184-193.
Authors:ZHANG Huimin  RUAN Xian  HU Yongyou  CHENG Jianhua and TAN Ping
Institution:School of Civil and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510641;School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641;1. The Key Laboratory of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters of Ministry of Education, Guangzhou 510006;2. College of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006;1. The Key Laboratory of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters of Ministry of Education, Guangzhou 510006;2. College of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006;College of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006
Abstract:
Keywords:chitosan/PVA  electrospinning  nanofiber  metal ions  adsorption
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