DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.04.085

向环境中人为释放剧毒重金属给生态系统和人类社会造成了巨大的困扰。通过将无机吸附剂（例如TiO2纳米颗粒和累托石（REC））捕获在天然聚合物基质中，可以获得有效且可回收的吸附材料。在这项研究中，通过静电纺丝制备了一系列纤维素-TiO2/REC复合纳米纤维垫。无机吸附剂和纤维素分子之间的相互作用改善了垫子的热稳定性、表面积、抗张强度和吸附能力。由于废水中重金属的浓度通常会发生变化，因此本研究重点探讨了纤维素-TiO2/REC复合纳米纤维垫在多种体系中对酸性溶液中Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附情况。纤维素TiO2/REC2:1纳米纤维垫获得的最大总吸附容量为69.81mg/g。研究证实，复合纳米纤维垫成功捕获了TiO2纳米颗粒，所制备的纤维素TiO2/REC纳米纤维垫可用于去除酸性废水中的重金属。

图1.说明纤维素-TiO2/REC复合纳米纤维垫的制备和应用过程的示意图。

图2.水解过程前后纳米纤维毡的FE-SEM图像：a）CA，b）CA-TiO2，c）CA-REC，d）CA-TiO2/REC1:2，和（A）纤维素，（B）纤维素-TiO2，（C）纤维素-REC，（D）纤维素-TiO2/REC1:2。TEM显微照片：e）CA-TiO2，f）CA-REC和g）CA-TiO2/REC2:1。

图3.a）纤维素-TiO2/REC2:1纳米纤维垫的EDX光谱，b）纤维素、纤维素-TiO2、纤维素-REC和纤维素-TiO2/REC2:1纳米纤维垫的FT-IR光谱，c）WAXRD和d）SAXRD图。

图4.（a）不同原料比例下的TGA热分析图，（b）表面积和总孔体积数据，以及c）最大抗拉强度。

图5.a）纳米纤维垫在不同初始pH值下对Cd2+的吸附能力，b）反应时间-吸附能力曲线，c）伪一级和d）伪二级吸附动力学模型。

图6.a）纳米纤维垫在不同初始浓度下对Cd2+的吸附能力，以及b）Freundlich，c）Langmuir和d）Temkin吸附等温线。

图7.不同pH下纳米纤维垫对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附能力：（A）纤维素，（B）纤维素TiO2，（C）纤维素-REC，（D）纤维素-TiO2/REC1：2，（E）纤维素-TiO2/REC1:1和（F）纤维素-TiO2/REC2:1。

图8.a）吸附-解吸循环后的吸附容量；b）吸附前和第三次解吸后纤维素-TiO2/REC2:1的EDS结果；c）第一次吸附和d）第三次吸附后纳米纤维垫的元素图分析。