DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.129703

纳米纤维具有高孔隙率和大比表面积等独特优势。因此，它们是有效去除染色废水中染料的有前景的吸附材料。然而，调节吸附性能存在一定的挑战性。本研究将不同数量的碳纳米管（CNT）加入聚丙烯腈（PAN）聚合物中，以制备纳米纤维来应对上述挑战。使用PANnf、CNTs（3wt%）掺杂PAN纳米纤维（PAN3CNTnf）和CNTs（5wt%）掺杂PAN纳米纤维（PAN5CNTnf）去除不同浓度水溶液中的亚甲基蓝（MB）、孔雀石绿（MG）和甲基紫（MV）。该研究考察了pH值、温度、吸附材料和时间对吸附容量和吸附等温线的影响。染料Langmuir模型的最大吸附容量（qm）对于PANnf:MB为128.21mg/g，对于PANnf:MG为138.89，对于PANnf:MV为88.50，对于PAN3CNTnf:MB为172.41，对于PAN3CNTnf:MG为212.77，对于PAN3CNTnf:MV为175.44，对于PAN5CNTnf:MB为158.73，对于PAN5CNTnf:MG为188.68，对于PAN5CNTnf:MV为114.94。在不同温度下，使用吸附等温线对吸附吉布斯自由能、焓和熵进行了评估。负的ΔG值表明吸附是自发发生的。采用拟一级动力学（PFOK）和拟二级动力学（PSOK）模型来确定吸附动力学。结果表明，PSOK模型与实验数据吻合较好。实验结果表明，PANnf、PAN3CNTnf和PAN5CNTnf纳米纤维是吸附MB、MG和MV的良好选择，这为制备染料吸附用多功能纳米纤维提供了启示。

图1.染料（MG、MV和MB）吸附前后纳米纤维的照片。

图2.吸附前后纳米纤维的SEM照片：PANnf（a），PAN3CNTnf（b），PAN5CNTnf（c），MB吸附后的PANnf（d），MB吸附后的PAN3CNTnf（e），MB吸附后的PAN5CNTnf（f），MG吸附后的PANnf（g），MG吸附后的PAN3CNTnf（h），MG吸附后的PAN5CNTnf（i），MV吸附后的PANnf（j），MV吸附后的PAN3CNTnf（k），MV吸附后的PAN5CNTnf（l）。

图3.电纺纳米纤维PANnf（a）、PAN3CNTnf（b）和PAN5CNTnf（c）的TEM图像。

图4.PAN和CNT基PAN纳米纤维的FTIR光谱（a），PAN和CNT基PAN纳米纤维的XRD图谱（b）。

图5.吸附剂用量对MB、MG和MV在PANnf（a）、PAN3CNTnf（b）和PAN5CNTnf（c）上吸附的影响，以及pH值对MB、MG和MV在PANnf（d）、PAN3CNTnf（e）和PAN5CNTnf（f）膜上吸附的影响。

图6.PANnf（a）、PAN3CNTnf（b）和PAN5CNTnf（c）的吸附等温线。

图7.MB、MG和MV吸附在PANnf、PAN3CNTnf和PAN5CNTnf膜上的Langmuir（a）、Freundlich（b）、Scatchard（c）、D-R（d）和Temkin（e）图。

图8.PANnf、PAN3CNTnf和PAN5CNTnf膜的吸附动力学，以及相应的PFOK和PSOK图。

图9.不同初始浓度下，接触时间对PANnf（a）、PAN3CNTnf（b）和PAN5CNTnf（c）吸附MB、MG和MV的影响。

图10.PANnf（a）、PAN3CNTnf（b）和PAN5CNTnf（c）的lnKc与1/T之间的关系曲线。