DOI: 10.1016/j.seppur.2021.118584
采用静电纺丝技术和溶胶-凝胶法制备了柔性MgFe2O4磁性纤维,并将其首次应用于Pb(II)吸附。所制备的MgFe2O4纤维具有柔性和超亲水性,可随意卷曲和折叠。由CTAB含量为0%、4%和8%的纺丝溶液制备的MgFe2O4纤维对Pb(II)的最大吸附容量分别为263.27、276.87和283.13mg/g。在MgFe2O4基吸附剂中,本工作制备的柔性MgFe2O4纤维对Pb(II)的吸附能力最高。这表明柔性纤维吸附剂在水溶液中具有自支撑性,不会发生团聚,充分发挥了其吸附活性位点,从而提高了它们对污染物的吸附能力。用CTAB含量为0%、4%和8%的纺丝液制备的MgFe2O4纤维的饱和磁化强度分别为6.7、10.6和14.0emu/g。吸附后,可通过磁力分离将吸附剂从水溶液中快速分离出来。综上,本研究所制备的柔性纤维为避免团聚,最大限度地提高吸附剂的吸附能力提供了新的方向。
图1.S1(a),S2(b),S3(c)和S4(d)的SEM图像和元素映射图像。
图2.前体纤维在室温下以及在不同温度下热处理后的FT-IR光谱(a),S1、S2、S3和S4的XRD图(b),磁滞回线(c)和BET表面积(d)。
图3.S1、S2、S3和S4对不同重金属离子的吸附能力。
图4.在不同温度下热处理的具有不同CTAB含量的MgFe2O4纤维的FT-IR光谱(a-d),以及具有不同CTAB含量的前体纤维的TG曲线(e)。
图5.在不同热处理温度下具有不同CTAB含量的MgFe2O4纤维的XRD图谱。
图6.具有不同CTAB含量的MgFe2O4纤维的SEM图像。
图7.具有不同CTAB含量的MgFe2O4纤维在550℃下的磁滞回线(a),具有不同CTAB含量的MgFe2O4纤维在不同热处理温度下的BET表面积(b)。
图8.初始溶液pH值对Pb(II)吸附的影响。
图9.Pb(II)在MgFe2O4纤维上的吸附动力学和模型拟合。
图10.Pb(II)在MgFe2O4纤维上的吸附等温线和模型拟合。
图11.添加了Cu(II),Zn(II),Cd(II)和Ni(II)对具有不同CTAB含量的MgFe2O4纤维吸附Pb(II)的影响。
图12.吸附Pb(II)前后MgFe2O4纤维的FT-IR光谱(a),XRD图(b)和XPS光谱。