铜离子固载腈纶纤维的制备及其对水体磷酸盐的去除

为缓解过量磷对水体的富营养化影响,本研究以聚丙烯腈纤维为原料,通过胺化、配位反应,成功制备出一种新型磷酸盐吸附剂(PANAF-Cu),对水体中过量的磷进行回收再利用,同时实现对磷的高资源化利用.扫描电镜(SEM)、元素分析(EA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)结果表明,胺基成功接枝,Cu^(2+)在纤维上固载,并通过Cu—N键与纤维骨架结合.吸附性能实验表明,PANAF-Cu具广泛的pH适应性,其中pH在5—8范围吸附能力较高.通过对实验数据进行模型拟合,发现PANAF-Cu对磷酸盐的吸附过程更接近于化学吸附,且PANAF-Cu对磷酸盐的吸附更趋向于均匀的单分子层吸附,其对磷的最大理论吸附量为49.03 mg·g^(−1).PANAF-Cu最优异的循环能力,8次吸-脱附循环后,去除率仍可达到90%以上.在连续流动实验中发现,当出水量小于2700 mL时,PANAF-Cu对磷酸盐去除率可维持在99%以上,PANAF-Cu在水体磷酸盐的去除和回收领域拥有良好的应用前景.