DOI: 10.1016/j.cej.2021.132111

鉴于废水中污染物对人体和环境的危害，迫切需要开发一种可同时去除染料、重金属和细菌的多功能聚合物吸附剂。在此，采用辐射接枝和静电纺丝相结合的方法制备了离子液体（IL）接枝聚醚砜（PES）（PES-g-IL）纳米纤维膜（NFMs）。检测了所制备纳米纤维材料的吸附行为、抗菌性能以及可重复使用性。研究发现PES-g-IL NFMs对重金属离子和染料表现出优异的吸附性能以及良好的可回收性。阴离子染料刚果红（CR）和重金属离子（Cd（II））的吸附容量分别达到120.3和187.3mg/g。经证实CR的吸附机理是NFMs与CR之间的静电相互作用，而Cd（II）的吸附是由接枝离子液体咪唑环上的氮原子与Cd（II）之间的络合物驱动的。吸附动力学研究表明，CR和Cd（II）的吸附符合拟二级动力学方程，这表明吸附过程受多步控制。热力学参数计算表明CR和Cd（II）的吸附是一个自发的物理吸附过程。此外，PES-g-IL NFMs具有优异的抗菌性能，对大肠杆菌的杀灭率接近99%。鉴于上述优势，PES-g-IL NFMs在废水处理方面显示出巨大的潜力。

图1.不同NFMs的形态：不同NFMs的SEM图像（a-d）和相应纳米纤维直径分布曲线。

图2.（a）水滴的代表性图像（分别在0s、20s、40s和60s时拍摄）；（b）不同NFMs的时间相关接触角。数据表示为平均值±SD，n=3。

图3.（a）不同NFMs对CR的吸附能力；（b）不同NFMs对Cd（II）的吸附能力。

图4.溶液pH值对CR（a）和Cd（II）（b）在NFM-3上吸附的影响。

图5.温度对CR（a）和Cd（II）（b）在NFM-3上的吸附容量的影响。

图6.（a）NFM-0和NFM-3的Zeta电位（平均值±SD，n=3）；（b）PES-g-IL NFMs的阴离子染料吸附机理示意图。

图7.IL中N1s的特征XPS峰（a），吸附Cd（II）的NFM-3中N1s和Cd3d的特征XPS峰（b），IL和IL-Cd（II）复合物的FTIR光谱（c），PES-g-IL NFMs的Cd（II）吸附机理。（a）中的插图显示了IL的咪唑鎓阳离子结构。

图8.根据Langmuir方程（a，c）和Fruendlich方程（b，d）得出CR（a，b）和Cd（II）（c，d）在NFMs上的吸附等温线。

图9.CR吸附的拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和粒子内扩散模型（a-c）；Cd（II）在NFM-3上吸附的相应动力学模型（d-f）。

图10.不同温度下CR（a）和Cd（II）（b）吸附的相应热力学参数。

图11.NFM-3在三个吸附-解吸循环中对CR（a）和Cd（II）（b）的吸附容量和解吸率。

图12.大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌落的照片（a）；对应于不同NFMs的细菌活性（b）。