1. 研究目的与意义
在通过实验得到纤维之后,分析其结构及吸附性能,验证木质素基碳纤维吸附性能的优劣,并通过更改工艺参数来提高其吸附性能,为利用其吸附功能来净化目前日益缺乏的水资源有着深远的影响,另一方面,它的原料是木质素和PVA,木质素来源丰富,可降低生产成本,为大批量生产奠定基础。
2. 国内外研究现状分析
Uraki通过乙酸法制浆木质素进一步制备了活性碳纤维(ACF),发现该种活性碳纤维不仅在吸附性能上与商业活性碳纤维相似,并且在拉伸强度上也和沥青基活性碳纤维具有可比性。
国内的很多学者还研究了碳纤维对各项物质的吸附性能,如王智慧等研究了活性碳纤维对苯废气的吸附及再生效果,研究结果表明:经处理后的苯废气可以达标排放,吸附饱和后的ACF用热的水蒸气再生效果良好。李永贵等指出ACF适用于印染废水的高级处理,将其制成毡、布、纤维状用于印染废水治理可解决传统方法难以处理的色素,并具有广阔的前景。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:本实验以碱木质素和pan为原料,采用静电纺丝法制备了木质素-pan共混纳米纤维,然后以蒸馏水为溶剂,研究纯木质素溶液和不同比例木质素与pan共混溶液的静电纺丝情况,并考察木质素和pan的质量比对原丝直径和形貌的影响。
研究不同质量比得到的木质素基纳米纤维对重金属离子吸附能力,讨论接触时间以及初始浓度对吸附性能的影响,并研究其吸附动力学。
研究计划:1、 木质素-pan纳米碳纤维制备,包括木质素纺丝原液制备和纺丝液静电纺丝。
4. 研究创新点
(1)目前研究较多的是聚丙烯腈基纳米碳纤维,而木质素基纳米碳纤维的原料是木质素,它价格比聚丙烯腈低,可大大降低生产成本,但是完全由木质素进行静电纺丝不易成型,所以还要加入一部分PVA的,在保证一定的强度时降低生产成本。
(2)研究木质素-PVA纳米碳纤维材料的吸附性能的实验研究的人还很少,研究其对重金属离子的吸附该成果将会对造纸厂、印刷厂等的废水处理起到积极的作用。
