DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.04.044

本研究利用静电纺丝技术制备了一种新型聚丙烯腈/二氨基乙二醛肟基纳米纤维，该纤维具有优异的化学机械性能，可作为去除Cr（VI）的有效吸附剂，且无二次污染。但是，这些非聚合物垫的热稳定性和降解性限制了其实际应用。不同二氨基乙二醛肟含量（％）的电纺丝聚丙烯腈纳米纤维的平均直径在70-85nm之间。采用DSC技术对所制备的聚丙烯腈/二氨基乙二醛肟纳米纤维的热稳定性进行了表征。通过非等温方法和热力学参数（ΔG＃，ΔH＃和ΔS＃）确定了垫子的分解动力学参数。聚丙烯腈/二氨基乙二醛肟（30％）对Cr（VI）离子的最大吸附容量为348.7mg/g。进行20次吸附-解吸试验后，聚丙烯腈/二氨基乙二醛肟（30％）纳米纤维表现出优异的再生性能，超过73％的稳定解吸效率。与用于吸附Cr（VI）的复杂工业级化学品相比，本文提出的纳米纤维毡由一步静电纺丝工艺制备而成，在工业应用中极为成功，且价格低廉，无有害副产物。综上，聚丙烯腈/二氨基乙二醛肟（30％）是吸附Cr（VI）离子的合适材料。

图1.由乙二醛前体两步合成DAG。

图2.静电纺丝装置示意图。

图3.所研究的电纺丝纳米纤维的SEM图像：（a）PAN，（b）DAG（10％），（c）DAG（15％），（d）DAG（20％），（e）DAG（25％）以及（f，g和h）DAG（30％）。

图4.（a）纯PAN，（b）纯DAG和（c）PAN/DAG（30％）的FTIR光谱。

图5.（a）纯PAN纳米纤维，（b）纯DAG，（c）PAN/DAG（10％），（d）PAN/DAG（15％），（e）PAN/DAG（20％），（f）PAN/DAG（25％）和（g）PAN/DAG（30％）纳米纤维的DSC热分析图，加热速率为9℃/min。

图6.在3、5、7和9℃/min的加热速率下，（a）纯PAN，（b）PAN/DAG（10％）和（c）PAN/DAG（30％）纳米垫的DSC热分析图。

图7.含10％、15％、20％、25％和30％DAG的PAN纳米纤维垫的抗张强度图。

图8.（a）pH，（b）初始Cr（VI）离子浓度，（c）吸附剂量和（d）吸附时间对吸附效率的影响。

图9.不同DAG含量对吸附效率的影响。

图10.PAN和PAN/DAG（30％）纳米垫不同时间对Cr（VI）的吸附能力。

图11.通过Langmuir模型拟合（a）PAN纳米纤维和（b）PAN/DAG（30％）纳米纤维的Cr（VI）吸附等温线，通过Freundlich模型拟合（c）PAN纳米纤维和（d）PAN/DAG（30％）纳米纤维的Cr（VI）吸附等温线。

图12.循环吸附-解吸试验中PAN/DAG（30％）纳米垫的Cr（VI）解吸效率。