殼聚糖/聚乙烯醇靜電紡絲纖維膜吸附性能研究

徐紅梅

摘要：使用由電鍍殼聚糖（CS）/聚乙烯醇（PVA）制成的納米纖維膜作為吸附劑，檢測反應時間，甲基橙的初始質量濃度，膜吸附劑的劑量和氫離子濃度指數(shù)，以吸附甲基橙。利用吸附動力學和朗繆爾吸附等溫線研究了染料的作用及其吸附機理。結果表明，當氫離子濃度指數(shù)在5～9之間時，甲基橙的初始濃度為100mg/L，吸附劑用量為30mg，反應時間為60～120min，吸附效果最佳，達到吸附平衡。它是。時間為3h，殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）膜上甲基橙的吸附具有物理和化學吸附，化學吸附起主導作用：殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）膜上甲基橙的吸附對應于朗繆爾吸附等溫線和準二次動力學模型。

關鍵詞：殼聚糖;靜電紡絲

1 試驗原料與方法

1.1 試驗原料

CS，Mw=5.4×105～6.1×105g/mol，脫乙酰度分別為：98.3%和91.1%，記為CS1和CS2，自制。PVA，Mw=2.2× 105g/mol，醇解度為98.1至99.1%。戊二醛（50%）和甲基橙（C14H15N3NaO3S）由上海阿拉丁生化科技有限公司生產(chǎn)。相關。冰醋酸和氫氧化鈉由國藥集團提供。

1.2 CS/PVA納米纖維膜的制備

將CS溶液溶解在1%乙酸溶液中以制備質量分數(shù)為3%的CS溶液。將PVA溶解在去離子水中，得到質量分數(shù)為11%的PVA溶液。最后，CS溶液與PVA溶液的質量比為50%，通過以50%的比例混合制備紡絲溶液，并通過靜電紡絲制備殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維膜。靜電紡絲機由25kV高壓電源（ZD-100-220S1G，大連智電電子技術），JZB-1800注射泵（西安廣騰電子科技有限公司）和固定式收集器組成。

1.3 吸附試驗

采用吸附實驗，對不同反應時間、不同吸附劑量、不同pH值下的染料質量濃度進行了實驗測試，結果如下表所示。

2 結果與討論

2.1 吸附性能

甲基橙的初始質量濃度對去除速率具有很大影響，并且對吸附容量沒有顯著影響。這是因為在吸附過程中，甲基橙的初始質量濃度為100mg/L，這對于吸附過程是有利的：隨著溶液濃度的增加，甲基橙的分子量增加，而殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）膜提供活性中心。當染料的體積和濃度恒定時，當殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）膜的量為30mg時，吸附效果最佳。實際上，殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）薄膜可以通過增加kitosan（CS）和聚乙烯醇（PVA）薄膜的量來產(chǎn)生更多活性中心，這降低了溶液的濃度，然后提高了去除速率，但是殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）薄膜的量增加并且染料濃度不會發(fā)生。導致每單位質量吸附劑吸附容量降低的變化。

2.2 吸附等溫線

在本研究中，Langmuir吸附等溫線和Freundlich吸附分離模型用于解釋實驗數(shù)據(jù)，R2相關系數(shù)用于評估重要性。朗繆爾等溫線表明吸附劑表面由具有相同吸附能的有限數(shù)量的相同位點組成，在不同溫度下R2值在0.99973和0.9924之間，這是殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）表面上甲基橙吸附的平衡數(shù)據(jù)。顯示電影。與朗繆爾等溫線模型相比，證明了殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）表面上的甲基橙吸附發(fā)生在相同的單位位置，在殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維膜的表面上逐漸形成一個甲基橙層。

2.3 吸附動力學

吸附動力學是描述固溶體界面處溶質吸收速率的過程。在該研究中，甲基橙的初始質量濃度為100mg/L，氫離子濃度指數(shù)為7，并且在室溫下模擬反應時間和吸附容量之間的關系。使用偽一級的一級和二級動力學模型對吸附過程進行建模。

3 結論

在該實驗中，使用殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）納米纖維膜作為吸附劑，當研究甲基橙的吸附過程時，可以得出以下結論：在氫離子濃度指數(shù)5-9下，初始濃度為100mg/L，這是一般的吸附劑的用量，而一般30mg的平均作用時間為1-2h內，相對來說吸附的效果還是比較好的，吸附的可維持時間至少在3小時內。膜吸附劑2殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）對甲基橙的動態(tài)反應由對應于錯誤部分的動態(tài)模型發(fā)出的指令。吸附過程中的吸附速率可以通過吸附劑和吸附質之間的電子分離或交換引起的化學吸附來控制。吸附數(shù)據(jù)在不同溫度滿足朗繆爾吸附等溫線模型，該模型指向殼聚糖（CS）和聚乙烯醇（PVA）薄膜，甲基橙吸附可視為單層吸附，具有恒定吸附能。

參考文獻：

[1]呂仲，關晉平，陳國強.殼聚糖/三聚磷酸鈉靜電層層自組裝法制備阻燃真絲織物[J].印染，2018，44（20）：12-16+44.