DOI:10.1016/j.jwpe.2020.101430

在本研究中，通过对电纺聚丙烯腈（PAN）纳米纤维的碳化和活化处理制备了嵌入MnO2的纳米复合活性炭纳米纤维（称为ACNFs/MnO2），用于去除水溶液中的铅（II）离子。对所制备ACNFs/MnO2的理化性质及其对铅（II）离子的吸附性能进行了表征。SEM图像显示，与未掺入MnO2的ACNFs（下文称为纯ACNFs，纤维直径为669.0 nm）相比，ACNFs/MnO2具有更致密的结构，平均纤维直径较小（433.7 nm）。EDX分析表明，MnO2纳米粒子成功掺入纤维中。ACNFs/MNO2的比表面积（SSA）（599.4 m2/g）高于纯ACNFs的SSA（478.2 m2/g）。ACNF/MnO2的FTIR光谱表明在峰548 cm-1处存在MnO2。间歇吸附研究表明，铅（II）最大吸附的最佳pH值为5.0，等温线研究表明Freundlich模型是对ACNFs/MnO吸附铅（II）的最佳拟合，最大吸附量为120.3 mg/g。这种纳米复合碳质材料是一种很有前途的去除水/废水中重金属的吸附材料。

图1.纳米复合材料ACNFs/MnO2的制备。

图2.纯ACNFs和ACNFs/MnO2的比表面积（SSA）、孔径、微孔体积和总孔体积。

图3.活化前后ACNFs和ACNFs/MnO2的FTIR光谱。

图4.纯ACNFs和ACNFs/MnO2的XRD分析。

图5.a）ACNFs和b）ACNFs/MnO2的拉曼光谱。

图6.a）纯ACNFs和b）ACNFs/MnO2的SEM显微照片分析：i）放大2500倍，ii）放大10000倍。

图7.ACNFs/MnO2上Mn的EDS映射。

图8.三种活性炭之间去除效率的比较。

图9.ACNFs/MnO2在不同pH下去除铅（II）。初始浓度=30 mg/L，吸附剂量=1.0 g/L，持续时间=48小时，速度=180 rpm。

图10.去除不同初始浓度的铅（II）。剂量ACNFs/MnO2=1 g/L，pH=5.0，rpm=180，持续时间=48小时。

图11.铅（II）吸附在ACNFs/MnO2上的a）Langmuir、b）Freundlich和c）Temkin线性模型。

图12.铅（II）在ACNFs/MnO2上的吸附机理示意图。