DOI:10.1021/acsami.0c15638

球形聚多巴胺（PDA）吸附剂通常不方便检测且难以回收，这限制了其在废水净化中的实际应用。在此，将聚多巴胺微球（PDA-MP）与pH/温度双响应共聚物结合在一起，采用静电纺丝技术制备了新型复合纤维。将所制备的复合纤维浸入不同pH值的水溶液后，其不溶性组分可保持在89％以上。此外，经过五次吸附-解吸循环后，复合纤维的再生效率也可保持在80％以上。这些结果均表明，所制备的复合纤维可以有效地避免吸附过程中的二次污染。另外，纤维中存在大量的N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）单元使其具有相对较高的水溶胀能力（4643％），这可以进一步提供相对较大的内部空间以容纳染料分子。同时，通过掺入β-环糊精（β-CD）、甲基丙烯酸（MAA）、PDA和NIPAM组分，可以提供大量的活性吸附位点，与亚甲基蓝（MB）染料相互作用。因此，复合纤维的吸附实验表明，在pH=9.0和温度为55℃时，最大吸附容量为1722.1 mg/g。伪二级吸附动力学模型表明这是一个化学吸附过程。此外，Langmuir模型可以更好地描述吸附实验数据，从而推断其单层吸附量。吸附热力学研究表明，吸附是一个自发的吸热过程。另外，由于吸附剂的疏水性和分子反应性的增加，温度的升高促进了吸附过程。本研究表明，智能响应聚合物与PDA-MP的组合有望成为用于废水处理的候选吸附剂。

图1.复合交联电纺纤维的制备过程示意图。

图2.PDA-MPs（a），PNCD-PNMA/PDA-MPs-1纤维（b），PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维（c）和PNCD-PNMA/PDA-MPs-3（d）纤维的SEM图像（黄色箭头用于指示复合纤维内的PDA-MPs）。

图3.PNCD-PNMA/PDA-MP纤维交联之前和之后的FT-IR光谱（a），具有不同含量PDA-MPs的复合纤维的TGA曲线（b）。

图4.将PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维浸入水溶液后的SEM图像：25℃，pH值为5.0（a），7.0（b）和9.0（c）以及55℃，pH值为5.0（d），7.0（e）和9.0（f）（（a-f）的插图显示了纤维的直径分布）。

图5.浸入不同pH值（3.0-11.0）的水溶液后，PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维的不溶性组分（a）。在25℃下，将PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维浸入pH=7的水溶液中40h后的SEM图像（b）（（b）的插图显示了纤维的直径分布）。

图6.在不同温度下具有不同PDA-MP负载量的PNCD-PNMA/PDA-MPs纤维的水接触角（a），在75℃下45s内水接触角的照片（b）。

图7.在不同温度（25-75℃）（a）和不同pH值（3.0-11.0）（b）下，具有不同PDA-MP负载量的PNCD-PNMA/PDA-MP纤维的溶胀率。

图8.使用PNCD-PNMA/PDA-MPs-1（a），PNCD-PNMA/PDA-MPs-2（b）和PNCD-PNMA/PDA-MPs-3（c）纤维时，MB溶液的时间依赖性紫外-可见光谱。具有不同PDA-MP负载量的PNCD-PNMA/PDA-MP纤维的ζ-Zeta电位（d）。

图9.在两种不同温度下，PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维对MB的吸附量随时间的变化（a）。在不同pH值（2.0-11.0）和两种不同温度下（b）PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维对MB的吸附能力。

图10.PNCD-PNMA/PDA-MP纤维对MB的拟议吸附机理。

图11.纤维在25和55℃下吸附MB的伪一阶和伪二阶动力学模型（a）。纤维伪一阶（b）和伪二阶（c）模型的线性拟合。吸附过程中的粒子内扩散模型（d）。

图12.在不同温度下，PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维对具有不同初始浓度的MB的吸附容量的拟合趋势曲线（a）。通过拟合Langmuir和Freundlich模型（b），研究PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维对MB的吸附等温线。Langmuir（c）和Freundlich模型（d）的线性拟合。

图13.PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维随温度变化的波动（a）。PNCD-PNMA/PDA-MPs-2纤维对MB的再生效率（b）。