DOI: 10.1016/j.jece.2021.105361

大多数用作吸附剂的纳米材料都是粉末状的，这就需要采用高度复杂的技术在吸附过程之后将其分离。本研究以P（SSAS）为原料，通过溶液自由基聚合法制备了一系列新型三元共聚物。将合成的三元共聚物与聚丙烯腈（PAN）共混，通过静电纺丝技术将其转化为纳米纤维片材，并作为易处理且高效的纳米吸附剂。使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）对三元共聚物和三元共聚物/聚丙烯腈纳米纤维（SSAS/PAN NFs）进行了表征。TGA结果表明，三元共聚物具有单一的玻璃化转变温度（Tg），其值（82.32℃-111.34℃）随单体比例发生变化。此外，所制备的SSAS/PAN NFs的SEM图像显示出均匀且光滑的形态，其直径范围为529至947nm，具体取决于单体比例。重要的是，所制备的SSAS/PAN NFs可作为一种纳米吸附剂在宽pH范围内去除水溶液中的结晶紫（CV）染料，无需进一步的过滤/离心过程。测定了不同SSAS/PAN NFs去除CV染料的吸附能力，顺序如下：SSAS/PAN NFs-1（439.85mg/g）＞SSAS/PAN NFs-2（255.60mg/g）＞SSAS/PAN NFs-3（185.96mg/g）＞PAN NFs（85.43mg/g），SSAS/PAN NFs-1的吸附能力是PAN NFs的八倍。热力学参数评估表明，CV染料在SSAS/PAN NFs表面的吸附是自发的吸热过程。最终，获得的动力学和热力学结果清楚地证明了这一事实，即本研究所制备的SSAS/PAN NFs为设计去除废水中阳离子杂质的高效纳米吸附剂提供了一种简便的方法。

图1.（a）PAN和三元共聚物以及（b）三元共聚物/PAN NFs的FT-IR光谱。

图2.（a）三元共聚物和（b）三元共聚物/PAN NFs的TGA。

图3.（a）三元共聚物和（b）三元共聚物/PAN NFs的DSC热分析图。

图4.三元共聚物/PAN共混NNF的SEM图像：（a）SSAS/PAN NFs-1，（b）SSAS/PAN NFs-2，和（c）SSAS/PAN NFs-3。

图5.pH对CV染料在不同NFs上吸附的影响。

图6.CV的初始浓度对吸附过程的影响，以及CV染料在三元共聚物NFs上吸附的各种等温线模型的非线性图：（b）PAN NFs，（c）SSAS/PAN NFs-1，（d）SSAS/PAN NFs-2，（e）SSAS/PAN NFs-3和（f）分离因子（RL）与CV染料初始浓度的关系。

图7.（a）PAN NFs，（b）SSAS/PAN NFs-1，（c）SSAS/PAN NFs-2，（d）SSAS/PAN NFs-3各种动力学模型的非线性图，以及（e）CV染料吸附到PAN NFs和三元共聚物上的粒子内扩散模型。

图8.（a）温度对CV染料吸附的影响，（b）1/1T与lnKc的曲线图。

图9.（a）CV染料吸附前后三元共聚物的FTIR，以及（b）CV在三元共聚物表面上的可能吸附机理。