DOI：10.1016/j.ceramint.2019.12.279

本工作报告了一种新型的柠檬酸辅助溶胶-凝胶法，该方法不包含任何用于介孔硅氧化镁（MgO-SiO2）陶瓷静电纺丝的模板或危险化学品。利用柠檬酸制备前驱体溶液，以催化正硅酸乙酯（TEOS）水解，与镁离子螯合并在煅烧过程中形成孔隙。此外，H2O2的加入导致纤维的脱色、亲水性、比表面积的减小和表面碱度的提高。所研究的介孔MgO-SiO2陶瓷纤维（Si:Mg=1.5:1原子比）经600℃热处理后，具有良好的形貌，直径为1.23±0.34μm，BET比表面积为142.61 m2·g-1。研究了陶瓷纤维对Pb（II）、Cu（II）、亚甲基蓝（MB）和富里酸（FA）的吸附特性。陶瓷纤维对Pb（II）/Cu（II）的吸附量高达753.1/481.0 mg·g-1，符合拟二级动力学和Langmuir等温线模型。Freundlich模型为MB和FA的吸附等温线提供了一个较好的拟合模型，拟一级模型可以描述FA的吸附动力学数据。观察到MB吸附的异常动力学在早期遵循拟二级模型，然后遵循拟一级模型。合成MSCFs的创新策略有助于开发与各种应用相关的复合氧化物陶瓷纤维。

图1.纺丝溶胶的数码照片（a）；前体纤维（b）；MS6-600和MS6H0.5-600（c）；MS6-600（d）和MS6H0.5-600（e）的接触角。

图2.前驱体MS6Hn（n=0，1，0.5，1，2）（a）和热处理MS6在不同温度（b）下的FT-IR光谱；不同Si/Mg比（c）下的TG/DSC曲线；MS6H0.5-600（d）的N2吸附-解吸等温线和孔径分布；MS6-600和MS6H0.5-600（e）的XRD图谱；MS6H0.5-600的XPS全扫描光谱和Si 2p（f）的高分辨峰。

图3.MS6H0.5-600的SEM图像（a）、TEM图像（b）、EDX光谱（c）和元素映射图像（d-h）。

图4.MS6-600、MS6H0.5-600和MS8H0.5-600（a）的CO2-TPD曲线，以及MS6H0.5-600在不同pH值下的zeta电位（b）。

图5.溶液pH值对Pb（II）（a）和Cu（II）（b）吸附到MS6H0.5-600上的影响；在不同pH值下，离子强度为0.01 M的100 mg·L-1 PbCl2（c）和CuCl2（d）溶液的形态分布。（由Visual MINTEQ 3.0计算；仅显示大于3.0%的物种百分比。）

图6.接触时间对Pb（II）（a）和Cu（II）（c）吸附容量的影响，Pb（II）（b）和Cu（II）（d）在MS6H0.5-600上吸附的非线性PFO和PSO模型，以及Pb（II）（e）和Cu（II）（f）在MS6H0.5-600上的Langmuir和Freundlich吸附等温线。

图7. MB（a）和FA（b）吸附的非线性PFO和PSO模型（插图为线性形式的动力学模型），MB（c）和FA（d）吸附的Langmuir和Freundlich等温线（插图为平衡吸附后MB/FA溶液的数码照片）。

图8.吸附前后MSCFs的XRD图谱（a）和FT-IR光谱图（b）。

图9.MS6H0.5-600对Pb（II）（a）、Cu（II）（b）、MB（c）和FA（d）吸附的再生性能。