电纺丝法制备功能化聚丙烯腈纳米纤维及其对U(Ⅵ)的吸附研究

发布时间：2024-03-31 13:16

　　由于核能的快速发展,从水相中回收/去除铀成为了一个热点问题。为此,寻求吸附性能好、再生能力强以及制备成本低的新型功能化吸附剂就成为了需要解决的关键难题。本文自主搭建了一台静电纺丝装置,并成功地以静电纺丝法制备出了直径在200～300 nm之间的聚丙烯腈纳米纤维(PAN);以PAN作为基础材料合成了偕胺肟聚丙烯腈纳米纤维(AO-PAN),并对合成条件进行了优化处理;改进合成方法,用静电纺丝法直接制备出了偕胺肟聚丙烯腈纳米纤维(PAO),并用酸法和碱法两种不同的水解方式合成了酸解双功能团聚丙烯腈纳米纤维(A-PAO)以及碱解双功能团聚丙烯腈纳米纤维(B-PAO)。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及元素分析等手段对合成材料进行了表征,以获取材料的形貌与结构等信息。采用静态批式法详细研究了AO-PAN、PAO、A-PAO以及B-PAO纳米纤维材料对U(Ⅵ)的吸附行为,主要包括固液比、离子强度、接触时间、pH、U(Ⅵ)初始浓度、温度、共存离子对吸附的影响以及U(Ⅵ)在这些材料上的解吸情况。实验结果表明:随着pH与离子强度的增大,这些材料对U(...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1常见的偕胺肟类化合物

类：无机吸附剂和有机吸附剂。无机类吸附剂一般是含有碱土金属或过渡金属的化合物，它们是一些具有一定孔结构且比表面积大的天然、半天然或人工合成的无机材料，其吸附作用力为范德华力和离子交换等。常见的无机类吸附剂有活性炭、铅化合物、二氧化锰、岩石和水合氧化钛(HTO)等[24-27]。世....

图1-2偕胺肟聚丙烯腈合成示意图

兰州大学硕士学位论文电纺丝法制备功能化聚丙烯腈纳米纤维及其对U(Ⅵ)的吸附研究羟胺还原法合成偕胺肟聚丙烯腈(AO-PAN)的过程如图1-2所示。但由于聚丙烯腈在单一地偕胺肟化后亲水性能不佳，对铀酰离子的吸附难以达到理想效果，所以在偕胺肟聚丙烯腈中进一步引入羧基[32]等对铀....

图1-3高压静电纺丝装置示意图

图1-2偕胺肟聚丙烯腈合成示意图电纺丝技术电纺丝装置与原理年来，随着纳米技术的兴起，人们对孔隙率高、比表面积大的纳米来越浓厚的兴趣。而静电纺丝作为一种方便、经济的纳米纤维制人们的热切关注。高压静电纺丝技术最先于上世纪三十年als[33]报道于他的专利，但在学界沉寂了一段时间，....

图1-4不同浓度的纺丝液所得纤维扫描电镜图

纺丝液的带电荷射流就会从泰勒锥的尖端喷发出来，在通过一段不稳定的拉伸过程后逐渐变细变长，最终溶剂挥发，纺丝液固化为纳米纤维，由金属收集装置进行收集。1.4.2静电纺丝的影响条件静电纺丝过程中，纳米纤维的形貌形成会受到许多参数的共同影响，其中最主要的影响条件包括纺丝液的浓度、静电....

本文编号：3943985