靜電紡絲制備納米復合材料及其應用研究.pdf

1、汞污染是全球關注的環(huán)境問題,對人體和生態(tài)系統(tǒng)具有嚴重威脅。大氣中的汞通過多種途徑最終會沉降進入土壤和水體等環(huán)境介質。進入水體中的痕量汞可以通過生物富集、生物放大和生物甲基化作用，發(fā)生形態(tài)轉化，生成有機汞化合物，濃度和毒性增長數(shù)千倍，并具有的強烈的神經(jīng)毒性和遺傳毒性，對人類產生更嚴重的威脅。因此，脫除大氣中微量汞對保護環(huán)境健康具有非常重要的意義。目前，汞的脫除技術很多，其中吸附法具有操作簡單、效果好等特點，具有很好的實際應用前景。然而，由

2、于常規(guī)吸附劑對汞的吸附效率低、吸附容量小、缺乏選擇性，并且難以回收再利用。因此，研究開發(fā)具有高選擇性、高吸附容量，并且可回收再生的新型吸附材料是汞污染控制領域的一個重要研究方向。
　　本文利用靜電紡絲技術制備得到了新型納米復合纖維，并用于水體和大氣中微量汞的脫除。具體內容包括：（1）采用靜電紡絲技術一步制備得到Ag-PVA復合納米纖維，通過掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀（XRD）、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）和 X射線光

3、電子能譜分析（XPS）對制備得到復合納米纖維膜進行了表征。研究了該材料對水體中汞的靜態(tài)吸附性能，考察了硝酸銀含量、溫度、初始濃度、pH值，共存離子等因素的影響，并探索了材料的再生方法和抗菌性能，研究了復合纖維吸附水中汞的動力學和熱力學特性。研究表明，該材料對水體汞吸附效果良好，吸附容量可大229mg/g，吸附過程符合擬二級動力學模型和Langmuir熱力學模型，并且具有良好的抗菌性能。（2）用靜電紡絲技術制備得到Ag-PVA復合納米纖維

4、。研究了該材料對水體中汞的動態(tài)過濾吸附性能，考察了硝酸銀含量、纖維膜厚度、汞溶液流速、初始濃度、pH值，共存離子等因素的影響，考察了材料對低濃度汞的富集效果，探索了材料的吸附脫附和再生能力。結果表明該材料對水體中汞離子的過濾吸附效果良好。（3）用靜電紡絲技術制備得到Ag-PVA復合納米纖維，然后經(jīng)過預氧化和高溫碳化得到負載納米銀的復合碳纖維，通過掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線衍射儀（XRD）、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）、透射電子顯

5、微鏡（TEM）對復合碳納米纖維進行了表征。研究了該材料對氣態(tài)元素汞的脫除性能，考察了硝酸銀含量、預氧化溫度、碳化溫度、初始汞濃度、吸附溫度等因素的影響，通過加熱方法探索了材料的再生效果，通過X射線光電子能譜分析（XPS）對材料的吸附機理進行了探討。另外，通過4-硝基苯酚的催化降解模型對材料的催化性能進行了研究。結果表明，復合碳納米纖維對氣態(tài)元素汞具有良好的吸附能力，吸附效率在90％以上的吸附容量可達27mg/g，同時具有良好的催化效果。