电纺丝衍生多孔碳纳米纤维对甲基蓝的超吸附行为

蒋忠伟; 李夏楚秦; 胡聪意; 李原芳; 黄承志

doi:10.12452/j.fxcsxb.250429330

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电纺丝衍生多孔碳纳米纤维对甲基蓝的超吸附行为

研究报告 | 更新时间：2025-08-28

- 电纺丝衍生多孔碳纳米纤维对甲基蓝的超吸附行为
- Super Adsorption Behavior of Electrospinning-derived Porous Carbon Nanofibers towards Methyl Blue
- 分析测试学报 2025年44卷第9期页码：1878-1888
- 作者机构：
  
  1.西南大学药学院，重庆 400715
  2.重庆师范大学化学学院，重庆 401331
  3.西南大学化学化工学院，重庆 400715
- 作者简介：
  
  JIANG Zhong-wei，Doctor，Associate professor，Research interest：porous nanomaterials，E-mail：zwjiang@cqnu.edu.cn
- 基金信息：
  
  Natural Science Foundation of China(22134005;22204011);Chongqing Talents Program for Outstanding Scientists(cstc2021ycjh-bgzxm0179)
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.250429330
  中图分类号： O613.7
- 收稿日期：2025-04-29，
  
  修回日期：2025-06-25，
  
  纸质出版日期：2025-09-15
- 稿件说明：
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蒋忠伟,李夏楚秦,胡聪意,李原芳,黄承志.电纺丝衍生多孔碳纳米纤维对甲基蓝的超吸附行为[J].分析测试学报,2025,44(09):1878-1888.

JIANG Zhong-wei,LI Xia-chu-qin,HU Cong-yi,LI Yuan-fang,HUANG Cheng-zhi.Super Adsorption Behavior of Electrospinning-derived Porous Carbon Nanofibers towards Methyl Blue[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(09):1878-1888.
蒋忠伟,李夏楚秦,胡聪意,李原芳,黄承志.电纺丝衍生多孔碳纳米纤维对甲基蓝的超吸附行为[J].分析测试学报,2025,44(09):1878-1888. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.250429330.

JIANG Zhong-wei,LI Xia-chu-qin,HU Cong-yi,LI Yuan-fang,HUANG Cheng-zhi.Super Adsorption Behavior of Electrospinning-derived Porous Carbon Nanofibers towards Methyl Blue[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(09):1878-1888. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.250429330.

摘要

吸附作为一种有效的废水修复技术，因其成本效益高、吸附剂可用性好、操作简单等优点，在工业废水处理中得到了广泛的应用。然而，吸附剂的低吸附能力仍然是高效废水处理面临的挑战。该研究通过简单的热解聚丙烯腈（PAN）静电纺丝和ZIF-8的复合材料（PAN/ZIF-8）得到一种超级吸附剂（SUA-1），所制备的SUA-1对甲基蓝（MB）的吸附能力高达2 998.18 mg/g，几乎是吸附剂自身重量的3倍。测试结果表明，ZIF-8在热处理过程中的造孔作用赋予了高BET表面积，并产生了作为化学吸附中心的ZnO组分。在离子键、静电相互作用和π-π相互作用等键合力和非键合力的协同作用下，吸附容量大大提高。该工作为基于静电纺丝衍生多孔碳纳米纤维制备高效吸附剂提供了参考。

Abstract

Adsorption as an effective technique for the remediation of wastewater has been widely used in industrial wastewater treatment due to the advantage of cost-effectiveness，availability of the adsorbent and ease of operation. However，the low adsorption capacity of the reported adsorbents is still a challenge for wastewater treatment with high-efficiency. Here，we developed a super adsorbent（SUA-1），which was a kind of porous carbon nanofibers derived from a composite of PAN-based electrospinning and ZIF-8（PAN/ZIF-8） via simple heat treatment process. The as-prepared SUA showed an ultra-high adsorption capacity for adsorbing methyl blue（MB） at nearly three times its own weight，as high as 2 998.18 mg/g. A series tests demonstrated that the pore-making effect of ZIF-8 during heat treatment process endowed high BET surface area and generated ZnO components as chemical adsorption center. Under the synergistic effect of bonding and non-bonding forces including ionic bond，electrostatic interaction，and π-π interaction，the adsorption capacity has been greatly improved. In view of promising efficiency，this work provides guidance and insights for the preparation of highly efficient adsorbents based on electrospinning derived porous carbon nanofibers.

关键词

Keywords

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