随着工业的迅速发展,重金属污染问题日益严重。因此,研究高效、快速的重金属污染治理技术具有重要意义。纳米螯合纤维是一种新型重金属离子吸附材料,因具有比表面积大、孔隙率高、吸附速率快、可再生性好、易与液相分离等独特优点而得到广泛研究。课题通过合成氨基乙酸型高分子,探索其高压静电纺丝可行性,详细考察了高压静电纺丝条件与纳米纤维的形貌关系,并进一步探究了预交联和交联条件对纳米纤维形貌、溶胀性和溶失率的影响,考察了纳米纤维吸附热力学、动力学等性能,获得如下结果:(1)合成的氨基乙酸型高分子自身不具备高压静电纺丝的性能,只能通过混纺方式实现高压静电纺丝。较理想的混纺液由PVA-1799(A)、PVA-1788(B)、氨基乙酸型高分子(C)三种成分组成,各成分的质量比为1:2:2,且混纺液由10wt%PVA-1799(A),15wt%PVA-1788(B)和30wt%氨基乙酸型高分子(C)溶液混合制备。(2)正交试验对高压静电纺丝条件优化结果显示:纺丝电压24 kV、流速0.5ml/h、接收距离8.0 cm的条件时,纤维形貌良好,其平均直径为150 nm±77 nm。(3)氨基乙酸型纳米纤维的交联条件研究表明:在35℃下,采用戊二醛蒸汽预交联的最佳时间为18 h,预交联后仍能保持良好的纳米纤维形貌;环氧氯丙烷二次交联条件为:溶液浓度为20%,交联剂溶液pH为3,反应温度40℃,时间4 h,在此条件下交联的纤维仍能保持蓬松的纳米纤维状,其纤维直径为250?99 nm。(4)红外光谱分析表明:戊二醛、环氧氯丙烷均能有效地交联纤维,使纤维结构趋于稳定。交联纤维的溶失率从68.67%大幅度降低至4.28%。(5)模拟重金属废水吸附实验表明:纤维的吸附性能与溶液pH有关系,纤维对铜离子和铅离子的最佳吸附pH分别为3.0和5.5。(6)氨基乙酸型纳米纤维膜对Cu2+和Pb2+的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型。其中,在pH=3.0,初始浓度为50 mg/L的Cu2+溶液中,在30 min基本可达到吸附平衡;在pH=5.5,相同初始浓度的Pb2+溶液中,约50 min可达到吸附平衡。(7)纳米纤维膜对Cu2+和Pb2+吸附率虽然随着金属离子的初始浓度的升高而有所降低,但是吸附容量呈增加趋势,并且纤维对Cu(II)和Pb(II)的吸附过程均符合Langmiur等温吸附模型;同时,纳米纤维膜对Cu2+和Pb2+的吸附效率受到温度的影响,随着温度增加而有所增强,在温度40℃时,纤维对Cu2+的吸附率可达93.08%,对Pb2+的吸附率达96.69%。(8)经五次循环吸附/解析后,氨基乙酸型纳米纤维膜对Cu(II)和Pb(II)的吸附率有所降低,其吸附率约为初次吸附率的90%,表明该纳米纤维具有一定的再生循环使用特性。