随着科技的发展,对多元化、功能化纤维的需求日益增加,多年来纳米纤维一直是功能化纤维的研究重点。由于纳米材料的快速兴起,静电纺丝技术作为一种能够连续制备纳米纤维的有效方法,也获得了很大的发展。随着工业化的迅猛发展,水体污染如重金属、染料废水等污染一直是困扰人类的一个重要环境问题。通过静电纺丝制备的纳米纤维在吸附分离领域的研究及应用也越来越丰富和深入。本课题合成了含苯环或吡啶酮结构的双酸、双胺单体化合物,然后通过酰胺化脱水缩合制备得到了两种具有一定大小空腔结构的大环化合物PBPM-1、PBPM-2。分别将这两种大环化合物添加到一定浓度的聚苯乙烯的有机溶液中,利用静电纺丝技术将其制备成微纳米级别的改性纤维,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等手段对得到的改性纤维进行表征。为了考察两种改性纤维在金属离子废水、染料废水中的吸附性能,从溶液pH、污染物的初始浓度、吸附动力学和等温吸附模型方面进行了详细的研究讨论。实验表明,通过静电纺丝制备得到的PBPM-1、PBPM-2改性纤维的平均直径分别为439 nm、710 nm,且纤维表面具有粗糙的折皱或孔洞形态。从纤维对金属离子的吸附实验中发现,PBPM-1、PBPM-2改性纤维对铅离子都具有较好吸附选择性,吸附容量分别为60.5 mg/g、46.8 mg/g。对铅离子的吸附速度较快,在20-30 min内基本达到吸附平衡。在影响吸附容量的因素中,发现pH是影响吸附容量大小的一个重要因素,随着溶液的酸性减弱,改性纤维的吸附容量逐渐变大。同时,吸附过程可以很好地用准二级动力学和Langmuir等温吸附模型进行描述。从纤维对染料的吸附实验中发现,PBPM-1、PBPM-2改性纤维对孔雀石绿染料具有较好的吸附选择性,且吸附容量分别达到了464.6mg/g、325.8 mg/g。对染料的吸附进行的比较缓慢,通常需要3-7个小时才能达到吸附平衡。同样,pH也是影响染料吸附的一个重要因素,在近中性条件下的吸附效果最好。两种改性纤维对染料的吸附过程均符合Langmuir吸附模型。动力学方面,PBPM-1、PBPM-2改性纤维对染料的吸附分别符合准二级、准一级动力学模型。此外,改性纤维吸附金属离子、染料后,分别经过在EDTA、盐酸溶液处理后能恢复一定的吸附能力,具有一定的重复使用价值。