DOI:0.1016/j.jmrt.2019.08.030
纳米吸附剂具有显著的吸附性能,但在废水处理过程中难以回收。为了克服这一局限性,提出了通过静电纺丝将纳米纤维素(NCC)和壳聚糖(Cts)包埋在聚羟基烷酸酯(PHA)中的方法。在静电纺丝之前,用Tween 80稳定Pickering乳液以形成均匀的NCCCts-PHA混合物。用SEM、FT-IR、XrD和TGA对电纺所得生物复合材料进行了表征。电纺生物复合材料具有高孔隙率,使NCC和Cts暴露于染料吸附。纳米纤维素和壳聚糖的加入显著提高了电纺生物复合材料的结晶度,由57.6%提高到70.5%。电纺生物复合材料对刚果红染料的吸附符合Langmuir等温线模型和拟二级动力学,表明其具有化学吸附性质。PHA2NCC(30.9%)的染料去除率是PHA2Cts(10.5%)的3倍。结果表明,Pickering乳液是可电纺的,在PHA3NCC1Cts中的染料去除率最高(75.8%)。
图1.电纺生物复合材料在放大600倍时的(a)PHA、(b)PHA2NCC、(c)PHA2Cts和(d)PHA3NCC1Cts的扫描电镜显微照片。显微照片显示了电纺生物复合膜的相对良好的孔隙率。
图2.(a)从4000cm-1到600cm-1波长的所有电纺生物复合材料的FT-IR光谱以及(b)PHA、(c)PHA2NCC、(d)PHA2Cts的XRD衍射图和(e)PHA3NCC1Cts在30 kV,30 mA时的扫描角度为2.5°至45°。将生物吸附剂添加到膜中不会在FT-IR光谱中形成新的峰。
图3.(a)刚果红染料吸附前的电纺生物复合材料,以及(b)刚果红染料吸附后的PHA2Cts和(c)PHA2NCC。PHA2NCC的红色强度较高,表明刚果红的吸附较大。
图4.PHA2NCC在pH 4、7和10下去除刚果红染料的百分比。刚果红在pH值为4时不溶,呈紫红色结晶析出,吸附量无法测定。(染料浓度=100 mg L-1,吸附剂用量=4 g L-1)。
图5.刚果红去除率:(a)PHA2NCC和PHA2Cts;(b)PHA1NCC3Cts,PHA2NCC2Cts,PHA3NCC1Cts电纺生物复合材料。(染料浓度= 100 mg L-1,吸附剂剂量= 4 g L-1)。