巯基化介孔PAA/SiO2纳米纤维膜对靛蓝胭脂红的吸附研究

"PAA/SiO2复合介孔纤维膜的制备及其对靛蓝胭脂红的吸附性能研究" 本文研究了通过静电纺丝技术制备的PAA/SiO2复合介孔纤维膜对靛蓝胭脂红染料的吸附性能。这种复合材料是由聚丙烯酸（PAA）和二氧化硅（SiO2）构成，并经过巯基化处理，具有良好的吸附潜力。以下是详细的知识点说明： 1. **静电纺丝技术**：这是一种纳米纤维制备方法，通过高压电场作用使聚合物溶液或熔体形成细小的液滴，随后凝固成纤维，最终形成纤维膜。此技术能制造出具有纳米尺度的连续纤维，适合于制备具有特定功能的复合材料。 2. **PAA/SiO2复合材料**：PAA是一种水溶性聚合物，具有丰富的羧基，可提供离子交换和吸附能力；SiO2是常见的无机材料，具有高的比表面积和稳定的介孔结构。两者结合可以增强吸附性能并改善材料的机械稳定性。 3. **介孔结构**：介孔是指孔径在2-50纳米之间的孔道结构。这种结构使得材料具有大的比表面积，有利于吸附剂与吸附质之间的接触，从而提高吸附效率。 4. **纤维膜的表征**：通过**扫描电子显微镜（SEM）**观察纤维的微观形态，确认其纤维状结构和表面特性；**透射电子显微镜（TEM）**进一步揭示了纤维的内部结构，特别是孔隙的分布；**傅里叶红外光谱（FTIR）**用于分析材料的化学键合情况；**X射线衍射（XRD）**检测材料的晶体结构；**氮气吸附脱附**实验测定比表面积和孔隙分布。 5. **吸附性能**：实验结果显示，PAA/SiO2复合纤维膜在90分钟内对靛蓝胭脂红的吸附量达到最大，约为98%，显示出高效的吸附能力。这可能是由于纤维膜的介孔结构以及PAA的离子交换能力。 6. **吸附模型**：吸附数据拟合Redlich-Peterson模型，表明吸附过程可能涉及多分子层吸附和化学吸附。Redlich-Peterson模型是一种考虑了吸附平衡和吸附强度的双参数方程，适用于描述非理想气体吸附行为。 7. **最大吸附量**：纤维膜对靛蓝胭脂红的最大吸附量为523.11mg/g，这是一个显著的数值，表明这种材料在染料废水处理中有潜在应用价值。 8. **关键词**：文章的关键点包括介孔材料的制备、静电纺丝工艺、聚丙烯酸与二氧化硅的复合、以及对特定染料（靛蓝胭脂红）的吸附性能研究，这些都是环境科学和技术领域的热点问题，特别是对于染料废水的处理和资源回收。 该研究成功开发了一种新型的PAA/SiO2复合介孔纤维膜，具有优异的吸附性能，为染料废水处理提供了新的解决方案。