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北京化工大学曹鼎等Chem. Phys.:等离子诱导的接枝共聚电纺PET膜用于去除水溶液中的Cu2+
2020/5/9 9:06:03 易丝帮

DOI:10.1016/j.chemphys.2020.110832

近日,北京化工大学化学学院曹鼎副教授等在Chem. Phys.期刊上发表了题为” Plasma induced graft co-polymerized electrospun polyethylene terephalate membranes for removal of Cu2+ from aqueous solution”的论文。文章中,研究者采用等离子技术活化PET电纺纳米纤维膜表面,结合接枝共聚合,得到具有对Cu2+具有高吸附能力的改性膜。

通过表面接枝丙烯酸和丙烯酰胺的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)电纺纳米纤维膜作为吸附材料,以去除水溶液中的Cu2+。文章研究了影响Cu2+吸附的因素,如初始金属浓度和pH值。SEM图像显示该膜具有几何上均匀且无缺陷的纳米纤维结构。通过等离子接枝共聚,羧基和丙烯酰胺基接枝到PET膜的表面,PET纳米纤维膜成功地从疏水性变为亲水性。吸附实验和XPS光谱证实了Cu2+在改性膜表面的吸附及吸附的多少。经羧基和丙烯酰胺基修饰的PET纳米纤维膜表面具有特定的官能团,可实现对Cu2+的有效、高容量、强吸附以及极高的可重复使用性。这项研究扩展了从水溶液中去除重金属离子Cu2+的吸附材料的种类,提供了一种吸附重金属离子特别是铜离子有效方法。


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图1.改性前后电纺膜的SEM图像:a)PET,b)PET-Y-AM,c)PET-Y-AA,d)PET-Q-AA。


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图2.电纺PET膜的WCA(a)和PET-Q-AA膜的润湿过程(b,c,d)。


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图3.改性前后PET纳米纤维膜的FT-IR光谱:a)AA接枝前后的PET纳米纤维膜;b)AM接枝前后的PET纳米纤维膜。


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图4.Cu2+吸附前(a)和吸附后(b)PET-Y-AA纳米纤维膜的XPS光谱。


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图5.初始浓度对Cu2+在PET-Q-AA纳米纤维膜上吸附的影响。


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图6.pH值对吸附的影响。


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图7.根据Langmuir方程(a)和Freundlich方程(b),Cu2+在改性PET纳米纤维膜上的吸附等温线。


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图8.改性膜用于去除Cu2+的可重复使用性。

 

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