聚吡咯/尼龙6核壳纳米纤维的制备及对莠去津吸附性能的研究

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由于除草效果显著且价格低廉,莠去津被广泛使用作为玉米等作物的除草剂。因性质相对稳定,不易分解,随着使用量及使用时间的增加,其残留造成的水体等环境污染问题日益凸显。本文将静电纺丝和化学氧化聚合法相结合,在优化条件下制备了聚吡咯/尼龙6核壳纳米纤维膜,考察了将其作为一种吸附水体中莠去漳新型材料的吸附性能。  一、聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜的制备及表征  通过静电纺丝法制备尼龙6纳米纤维膜,并将其作为吡咯单体氧化聚合的模板,以三氯化铁为氧化剂、掺杂剂,通过氧化聚合的方式成功的制备了聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜。考察了模板材料与吡咯单体的比例、反应时间、掺杂离子的种类等合成条件对纳米纤维表面形貌的影响。结果表明:50mg尼龙6纳米纤维膜,在50mL浓度为0.125mol/L的吡咯单体乙醇溶液中,以三氯化铁为氧化剂、掺杂剂反应12h,可以成功制备聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜。通过SEM及TEM可以观察到所得的纳米纤维表面粗糙,结构为典型的核壳结构,尼龙6纳米纤维为核层,起到骨架支撑的作用,而聚吡略作为壳层均匀地包裹在尼龙6纤维的表面。这种材料兼有聚吡咯和纳米纤维的特点,为其作为一种新型的莠去津吸附材料奠定了基础。  二、聚吡咯/尼龙6纳米纤维对莠去津的吸附性能研究  研究了聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜对水中莠去津的吸附行为,考察了吸附平衡时间、温度、离子强度、pH等因素对吸附过程的影响。结果表明,聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜对莠去津的静态吸附在5h时达到平衡,其饱和吸附容量为14.8mg/g。其吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich吸附模型,热力学研究表明吸附过程是一个自发的吸热过程。增大溶液的离子强度和pH可以提高吸附容量。聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜吸附容量与现有的吸附材料相当,而且重复使用6次吸附量基本保持不变,不需要二次分离,相较于活性炭等材料更加的经济易用。聚吡咯/尼龙6纳米纤维膜对莠去津的吸附是一个物理吸附的过程,其中范德华力、π-π相互作用、氢键可能为主要的作用力。
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