纤维素纳米纤维水凝胶的构筑与吸附性能研究

编号：CPJS06316

篇名：纤维素纳米纤维水凝胶的构筑与吸附性能研究

作者：张碟 蔡杰 徐威 董琦 李娅雯 刘刚 王忠稳

关键词： 静电纺丝 纤维素纳米纤维 水凝胶 吸附性能 废水处理

机构： 武汉轻工大学食品科学与工程学院 大宗粮油精深加工教育部重点实验室 湖北省农产品加工与转化重点实验室

摘要： 现代化工农业生产和食品加工过程中产生的大量废水,给生态环境带来了严重负面影响。废水色度是水质污染的一个重要指标,因此寻求有色废水的高效处理技术是目前的研究热点之一。笔者试图构建环境友好型纤维基纳米材料吸附剂,并就其结构、吸附机制与性能以及实际应用的安全性进行分析与评价。基于静电纺丝-原位水解-水溶液聚合简易多步法,以纳米纤维中纤维素分子为反应对象、过硫酸铵(APS)为反应引发剂、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为反应单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为反应交联剂,成功研制了具有三维网络多孔结构的互穿纤维素纳米纤维水凝胶(CNF-HGs)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)进行表征及亚甲基蓝(MB)溶液吸附性能测试与吸附动力学研究,从CNF-HGs的微观形貌、分子结构以及热稳定性能方面揭示了其良好的吸附能力与作用机理。细胞毒性试验进一步验证了其良好的细胞相容性和低毒性,有助于降低水处理中二次污染的可能性。研究结果可为纤维基生物吸附剂在有色污水吸附乃至其他废水处理与防治的应用中提供理论依据。