吉林大學李響：高柔性矽酸鎂納米纖維膜可有效去除亞甲基藍

隨著城市化進程的加快和工農業的發展，水汙染問題在21世紀變得越來越嚴重。有機染料作為廢水中毒性最大的汙染物之一，廣泛應用於造紙、紡織、皮革、製藥、食品、化妝品等行業。大多數有機染料分子結構複雜，生物降解性低，性質穩定；此外，由於染料汙染物在生活和食物鏈傳播過程中積累，在水生環境中染料汙染物將對人類健康構成巨大威脅。更嚴重的是，它們可能具有誘變和致癌作用。因此，各種方法，如催化、生物工藝、臭氧化、吸附、電化學等，都被用於染料汙染廢水的淨化。在眾多處理方法中，吸附去除染料具有操作簡單、效率高、成本低的優點。吸附劑作為吸附方法的重要組成部分，決定了吸附過程的可行性和效率。活性炭、天然沸石、活性氧化鋁等傳統吸附劑已應用於實際的廢水處理行業。然而，具有高吸附性能的新型和非常規吸附劑仍需探索和開發。

近日，吉林大學李響老師課題組以靜電紡絲SiO₂纖維作為柔性模板通過水熱反應制備了一種新型柔性且堅固的硅酸鎂纖維膜（MgSiFM），與報道的MgSi材料不同，我們的SiO₂前驅體是一種柔性纖維膜。在水熱過程中，SiO₂纖維被轉化為MgSi纖維，並保留原有的柔韌性。接著，作者探究了MgSiFM對陽離子有機染料亞甲基藍（MB）的去除性能。研究結果表明MgSiFM具有表面積大、高硅酸鎂含量高、易分離、穩定性好，表現出優異的吸附能力和對MB的可回收性。因為良好的成膜性和機械性能，MgSiFM可作為過濾器膜用於有效快速過濾吸附MB，不同與其他粉末硅酸鎂基吸附劑。因此，鎂硅酸鹽纖維膜在陽離子染料汙染物純化方面顯示出了巨大的潛力。

圖1 柔性硅酸鎂纖維膜(MgSiFM)製備過程示意圖。

圖2 (a)PVA/二氧化硅複合纖維，(b) SiO₂FM 和 (c, d) MgSiFM的SEM圖像，SiO₂FM (e)和MgSiFM (f)的TEM圖像。

圖3 (a)實驗室製造的過濾裝置的照片，(b) 可拆卸過濾單元的光學圖像，(c) 不同流量下MB溶液通過MgSiFM的穿透曲線，(d) 經過5次過濾-再生循環後，新MgSiFM和濾膜吸附MB過濾-再生循環。

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