本研究制备了染料吸附性能增强的聚丙烯腈(PAN)@竹笋壳纤维素纳米晶须(BSCN)@碳纳米管(CNT)电纺复合膜。使用甲基蓝(MB)进行染料实验。结果表明,随着BSCNs的增加,复合膜中纳米纤维的直径逐渐增大。添加1.2%BSCNs时,亚甲基蓝去除率高达92.56%,并对其动力学进行了研究。通过扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、热重分析(TGA)对制备的不同复合膜进行表征,以探究所制备结构的表面形貌、纳米纤维表面官能团和热性能。总而言之,所制备的TEMPO氧化BSCN基复合膜可作为去除亚甲基蓝的优良基材,有望用于开发环保型净水材料。
图1.复合膜的制备及其染料吸附试验示意图
图2.TEMPO氧化竹笋壳纤维素纳米晶须(BSCNs)的TEM显微照片
图3.所制备膜的SEM照片。a)PAN,b)1%CNT/PAN,c)0.3%BSCN/CNT/PAN,d)0.6%BSCN/CNT/PAN,e)1.2%BSCN/CNT/PAN,a'-e')为纤维直径的频率分布
图4.复合膜的拉曼光谱:a)1%CNT/PAN,b)0.6%BSCN/CNT/PAN,c)1.2%BSCN/CNT/PAN
图5.膜的FTIR光谱:a)PAN,b)1%CNT/PAN,c)0.3%BSCN/CNT/PAN,d)0.6%BSCN/CNT/PAN,e)1.2%BSCN/CNT/PAN
图6.a)PAN,b)1%CNT/PAN,c)0.3%BSCN/CNT/PAN,d)0.6%BSCN/CNT/PAN和e)1.2%BSCN/CNT/PAN的TG和DTG曲线
图7.膜的染料吸附图:a)PAN,b)1%CNT/PAN,c)0.3%BSCN/CNT/PAN,d)0.6%BSCN/CNT/PAN和e)1.2%BSCN/CNT/PAN
图8.经所得膜吸附后的染料样品:a)对照染料,b)PAN,c)1%CNT/PAN,d)0.3%BSCN/CNT/PAN,e)0.6%BSCN/CNT/PAN和f)1.2%BSCN/CNT/PAN
图9.染料分子与复合膜的相互作用示意图
图10.复合膜的二级动力学方程:a)PAN,b)1%CNT/PAN,c)0.3%BSCN/CNT/PAN,d)0.6%BSCN/CNT/PAN和e)1.2%BSCN/CNT/PAN