DOI:10.1016/j.seppur.2020.116916

香兰醛是一种天然醛类化合物，富含香草豆、甜菜和安息香胶，尤其可从木质素中提取。与从可食用作物中提取的其他生物质不同，从木质素中提取的香兰醛等生物质由于木质素在森林中含量丰富，激发了人们越来越多的兴趣。

近日，北京化工大学邓建平教授&潘凯教授合作开发（共同通讯作者)首次以生物质香草醛衍生聚合物为原料，采用静电纺丝技术制备了含醛基纳米纤维膜（ANFMs）。由于电纺纳米纤维具有高比表面积的优势，功能性醛基易于接触并可有效地进行席夫碱反应，然后通过还原反应和质子化反应对纤维膜进行改性。三步反应使原始疏水性ANFMs转变为带有功能性铵基团（NFMs-NH3+）的亲水性纳米纤维膜。通过SEM、FT-IR和水接触角测量对产物进行表征。所制备的膜（NFMs-NH3+）作为吸附剂可很好地去除阴离子污染物。对甲基橙和十二烷基硫酸钠的最大吸附量分别达到406.6和636.0 mg/g。纳米纤维在六次吸附/解吸循环中显示出较高的可重复使用性和稳定性。以聚乙烯醇和磺胺甲噁唑为模型，所得纳米纤维对非离子有机污染物也有一定的吸附作用。本研究为利用生物质香草醛开发新型资源可持续纳米材料提供了新的策略，同时活性醛基及衍生的功能结构使其具有多种潜在的应用。

相关成果以题为“Aldehyde-containing nanofibers electrospun from biomass vanillin-derived polymer and their application as adsorbent”发表Separation and Purification Technology在期刊上。论文第一作者为北京化工大学材料学院研究生赵冉，通讯作者为北京化工大学材料学院邓建平教授和潘凯教授。邓建平教授主要从事生物基高分子和仿生高分子的研究，潘凯教授主要从事微纳功能材料的研究工作。

图1.从生物基单体香草醛开始制备聚合物（PVMA）的示意图（A部分）；通过与乙二胺、硼氢化钠和HCl的连续反应制备功能膜（B部分）；以及膜对SDS和MO的吸附性能（C部分）。

图2.由纯PVMA构建的（A）纳米纤维的SEM图像；（B）ANFMs；（C）NFMs-NH3+和（D）再生NFMs-NH3+，比例尺为4μm。

图3.（A）PVMA和纳米纤维膜（B）ANFMs，（C）SBNFMs和（D）NFMs-NH3+（KBr片）的FT-IR光谱。

图4.（A）ANFMs、（B）SBNFMs和（C）NFM-NH3+的水接触角。

图5.（A）NFMs-NH3+对SDS的吸附等温线，SDS的初始浓度=400、500、600、800、1000、1100、1200mg/L；吸附时间40h；（B）使用Frendilich模型和Langmuir模型的拟合结果；（C）时间-吸附量曲线，初始浓度，800mg/L；（D）使用伪一阶模型和伪二阶模型拟合结果。

图6.（A）MO在膜上的平衡吸附等温线，吸附时间为50h；MO的初始浓度=100、150、200、400、600、800、1000mg/L；（B）MO吸附的Langmuir等温线和Frendlich等温线。（C）吸附时间对染料在膜上吸附的影响，MO的初始浓度为800mg/L；（D）使用伪一阶模型和伪二阶模型拟合结果。

图7.NFMs-NH3+在循环吸附MO中的吸附能力。初始染料浓度为800mg/L。