メチレンブルーの非常に効率的な吸着と分離のためのβ-シクロデキストリンベースのエレクトロスピンナノファイバー膜の合成

水不溶性β-シクロデキストリンベースの繊維は、エレクトロスピニニングに続いて熱架橋によって合成されました。繊維は、電界発光走査型電子顕微鏡（FE-SEM）とフーリエ形質転換赤外分光計（FT-IR）によって特徴付けられました。異なるpH値から得られた非常に不溶性画分（3-11）は、架橋反応と水溶液におけるそれらの使いやすさが成功していることを示しています。架橋反応後、繊維の引張強度は大幅に増加し、BET表面積は19.49 m（2）/gです。架橋繊維は、リサイクル性が良好な陽イオン色素メチレンブルー（MB）の高い吸着能力を示しました。吸着パフォーマンスは、擬似秒次モデルとLangmuir等温線モデルを適切に適合させることができます。Langmuirフィッティングによると、最大吸着能力は826.45 mg/gです。静電反発のため、繊維は、負に帯電したアニオン色素メチルオレンジ（MO）に向けて弱い吸着を示します。選択的吸着に基づいて、繊維膜は、150 mL/minの高流量での動的ろ過によってMB/MO混合溶液を分離できます。繊維は、5つのろ過再生サイクルの後でも、良好な線維性形態と高い分離効率を維持できます。得られた結果は、色素廃水処理場におけるβ-シクロデキストリンベースのエレクトロスピン繊維の潜在的な応用を示唆しています。

Water-insoluble β-cyclodextrin-based fibers were synthesized by electrospinining followed by thermal cross-linking. The fibers were characterized by field-emission scanning electron microscopic (FE-SEM) and Fourier transformed infrared spectrometer (FT-IR). The highly insoluble fraction obtained from different pH values (3-11) indicates successful cross-linking reactions and their usability in aqueous solution. After the cross-linking reaction, the fibers' tensile strength increases significantly and the BET surface area is 19.49 m(2)/g. The cross-linked fibers exhibited high adsorption capacity for cationic dye methylene blue (MB) with good recyclability. The adsorption performance can be fitted well with pseudo-second-order model and Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacity is 826.45 mg/g according to Langmuir fitting. Due to electrostatic repulsion, the fibers show weak adsorption toward negatively charged anionic dye methyl orange (MO). On the basis of the selective adsorption, the fiber membrane can separate the MB/MO mixture solution by dynamic filtration at a high flow rate of 150 mL/min. The fibers can maintain good fibrous morphology and high separation efficiency even after five filtration-regeneration cycles. The obtained results suggested potential applications of β-cyclodextrin-based electrospun fibers in the dye wastewater treatment field.