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静电纺丝复合纳米纤维的制备及对水中Cr(Ⅲ)的吸附性能研究
制备静电纺丝复合纳米纤维对水中Cr(Ⅲ)的吸附性能研究
摘要：静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的有效方法，本研究使用静电纺丝技术制备了复合纳米纤维，并研究了其对水中Cr(Ⅲ)的吸附性能。通过调节静电纺丝参数以及纤维材料的组成，可以有效地控制复合纳米纤维的形貌和结构。研究结果表明，复合纳米纤维的表面形态呈现出较高的比表面积和孔隙结构，从而具有优异的吸附性能。同时，复合纳米纤维对Cr(Ⅲ)的吸附性能也受到水质条件的影响，温度、pH值和Cr(Ⅲ)初始浓度对吸附量有重要影响。吸附实验结果表明，在较低pH值和初始浓度下，复合纳米纤维对Cr(Ⅲ)表现出较高的去除率和吸附量，且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。
关键词：静电纺丝；复合纳米纤维；吸附性能；Cr(Ⅲ)
1.引言
重金属离子对水环境和生态系统具有重要影响，其中Cr(Ⅲ)是一种常见的重金属离子。过量的Cr(Ⅲ)离子会对水生态系统和人体健康产生严重威胁。因此，研究高效、经济的Cr(Ⅲ)吸附材料具有重要的实际意义。纳米纤维作为一种新型吸附材料，具有较高的比表面积和孔隙结构，可以提高吸附性能。
2.实验方法
2.1静电纺丝制备复合纳米纤维
在实验中，我们选择了聚酯纤维和聚醋酸丙烯酯作为纺丝溶液的材料。通过控制静电纺丝参数，包括电压、喷丝距离和纺丝速度，制备了复合纳米纤维。
2.2表征复合纳米纤维的结构和形貌
使用扫描电子显微镜(SEM)对复合纳米纤维的形貌进行观察，并使用比表面积仪(BET)测量复合纳米纤维的比表面积和孔隙结构。
2.3吸附性能实验
将制备好的复合纳米纤维与Cr(Ⅲ)溶液进行接触反应，探究其吸附性能。实验过程中，分别改变温度、pH值和Cr(Ⅲ)初始浓度，并记录吸附量。
3.结果与讨论
3.1复合纳米纤维的结构和形貌
SEM结果显示，复合纳米纤维表面呈现出较高比表面积和孔隙结构，表明复合纳米纤维具有较强的吸附性能。
3.2吸附性能
吸附实验结果表明，在较低pH值和Cr(Ⅲ)初始浓度条件下，复合纳米纤维对Cr(Ⅲ)表现出较高的去除率和吸附量。此外，随着温度的升高，复合纳米纤维对Cr(Ⅲ)的吸附量也有所增加。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，表明吸附行为是单分子层吸附。
4.结论
本研究成功制备了复合纳米纤维材料，并研究了其对水中Cr(Ⅲ)的吸附性能。结果表明，复合纳米纤维具有优异的吸附性能，可以作为一种高效吸附材料用于水中Cr(Ⅲ)的去除。未来的研究可以进一步探究复合纳米纤维的吸附机理和应用潜力。
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