DOI:10.1016/j.indcrop.2020.112543
大麦醇溶蛋白作为啤酒酿造过程中的副产品,可以通过静电纺丝技术生产用于去除Cd(II)的纳米纤维。该方法具有成本低、方便和可持续的优点。N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的引入提高了Cd(II)的吸附能力。SEM结果表明,随着MBA的加入,大麦醇溶蛋白/MBA电纺纳米纤维(HMENF)的直径减小,并且在30%MBA(w/w)含量范围内获得了无珠的纳米纤维。ATR-FTIR和XRD分析证实了MBA和大麦醇溶蛋白之间发生了交联反应。结果表明,HMENF膜在pH5-6、160 mg/L初始Cd(II)浓度和10 h接触时间下具有最佳吸附。通过吸附动力学和吸附等温线评估了其基本吸附性能。吸附数据与拟二阶(PSO)模型和Langmuir等温线模型非常吻合。计算出最大吸附容量为48.78 mg/g。即使经过5个循环过程,仍具有较高的Cd(II)吸附能力。此外,还对其吸附性能和机理进行了比较和探讨。以上所有结果表明,新型HMENF膜在含Cd(II)废水处理应用中是一种很有前途的吸附剂。
图1.HMENF膜的SEM形态和直径分布:(a)大麦醇溶蛋白,(b)大麦醇溶蛋白+10%MBA,(c)大麦醇溶蛋白+15%MBA,(d)大麦醇溶蛋白+20%MBA,(e)大麦醇溶蛋白+25%MBA,(f)大麦醇溶蛋白+30%MBA。
图2.MBA和HMENF膜的ATR-FTIR光谱:(a)纯MBA,(b)大麦醇溶蛋白,(c)大麦醇溶蛋白15%+MBA10%,(d)大麦醇溶蛋白15%+MBA15%,(e)大麦醇溶蛋白15%+MBA20%,(f)大麦醇溶蛋白15%+MBA25%。
图3.MBA和HMENF膜的XRD光谱:(a)大麦醇溶蛋白,(b)MBA,(c)大麦醇溶蛋白15%+MBA10%,(d)大麦醇溶蛋白15%+MBA15%,(e)大麦醇溶蛋白15%+MBA20%,(f)大麦醇溶蛋白15%+MBA25%。
图4.pH(a)、吸收时间(b)和初始Cd(II)浓度(c)对HMENF膜吸附性能的影响。
图5.HMENF膜的吸附动力学拟合曲线:(a)伪一级模型,(b)伪二级模型,(c)Weber-Morris模型。
图6.HMENF膜的吸附等温线拟合:(a)Freundlich模型,(b)Langmuir模型。
图7.HMENF膜上的Cd(II)吸附机理。
图8.HMENF膜的可重复使用性。