DOI: 10.1007/s13201-021-01380-x

在这项研究中，采用同轴静电纺丝技术制备了用于处理金属离子的静电纺丝AOPAN/PVDF复合纳米纤维膜。AOPAN壳层经过化学改性，可通过螯合作用吸附金属离子，而化学稳定的PVDF内核则可保持机械稳定性。聚合物浓度和外加电压对纤维的结构、形态和强度均有显著的影响。偕胺肟化反应对溶液pH值敏感，并且碱性条件阻碍了该反应的进行。SEM、FTIR和XRD表征表明，经过化学改性的AOPAN/PVDF膜保留了核-壳结构的完整性。在静态和动态吸附实验中，AOPAN/PVDF膜的机械强度在5个吸附和再生循环内均没有明显变化。此外，AOPAN/PVDF膜在去除水溶液中的Pb2+方面显示出一定程度的效率，在第5次运行中，膜的吸附容量高于相应新鲜膜吸附量的45％。这项工作为制备金属离子吸附分离膜提供了一种潜在的方法。

图1.a）PAN腈转化为偕胺肟的途径，b）膜过滤装置的示意图和图片

图2.a）静电纺丝过程中的光学图像，b）不同电压下纤维的SEM图像和TEM图像

图3.静电纺丝纤维的SEM图像：a1-a4外层10％PAN内层6-12％PVDF，b1-b4外层12％PAN内层6-12％PVDF，c1-c4外层14％PAN内层6-12％PVDF

图4.由不同PAN和PVDF溶液制成的纳米纤维膜的拉伸强度

图5.反应速率与反应物比例的对数图（a 1:1，b 2:1，c 2.5:1）

图6.具有不同腈基转化率的AOPAN/PVDF纳米纤维膜的a）FTIR光谱，b）XRD图谱，c）TGA曲线和d）DTG曲线

图7.a）AOPAN/PVDF纳米纤维的SEM图像和b）显示其柔性的光学图像（70℃和120min）

图8.AOPAN/PVDF在不同pH值水中的反应

图9.a）pH值对Pb2+吸附容量的影响，b）接触时间对Pb2+吸附的影响以及（c1-2）采用伪一级和伪二级模型拟合的吸附动力学模型

图10.a）吸附前后AOPAN/PVDF的FTIR光谱，b）AOPAN/PVDF膜（70℃和120min）在五个连续吸附和再生循环中的性能

图11.进料流量（a）和Pb2+初始浓度（b）对Pb2+动态吸附的影响

图12.在不同进料流量（a）和Pb2+初始浓度（b）下Vt与t的关系