近年來(lái)，工業(yè)廢水、石油泄漏和大量抗生素的使用造成了嚴(yán)重的水污染和水資源短缺。海藻酸鈉(SA)和氧化石墨烯(GO)復(fù)合材料在污染物處理領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。該復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可以支撐疏松多孔的結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)吸附劑難以回收和容易產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題。本文綜述了SA/GO復(fù)合材料作為吸附劑對(duì)重金屬離子(HIMs)、抗生素、染料和溢油的吸附能力與其他吸附劑的比較。同時(shí)，還介紹了吸附劑對(duì)不同污染物的吸附機(jī)理。此外，還分析了吸附劑初始投加量、污染物初始濃度、溫度、pH、離子強(qiáng)度等因素對(duì)吸附過(guò)程的影響。最后，指出了SA/GO復(fù)合材料在廢水處理中的挑戰(zhàn)和前景。
圖1. 各種污染物對(duì)人類和其他生物的主要危害示意圖。
圖2. SA/GO復(fù)合材料在污水處理中的示意圖。
圖3. 含氧化石墨烯的SA基水凝膠(a-c)和不含氧化石墨烯的SA基水凝膠(d-f)在外力作用下的狀態(tài)變化前后對(duì)比。
圖4. (a)羅丹明B (RhB)的單層吸附容量(Qm)與氧化石墨烯氧化程度(rGO＜GNP＜GO＜GO-Lys)的函數(shù)關(guān)系，以O(shè)/C比表示。(b) Alg - GO和Alg-rGO微球示意圖。(c)不同氧化程度的復(fù)合微球(Alg-GO, Alg-rGO)的SEM截面圖。
圖5. (a) Ca-G/M和Sr-G/M孔隙形成機(jī)理示意圖。(b) Sr-G/M對(duì)Cu
2+的選擇性生產(chǎn)效率。(c)四種水合離子的構(gòu)型和水合半徑。(d) Sr-G/M對(duì)四種水合離子的選擇性吸附圖
圖6. 某些污染物的吸附機(jī)理示意圖。(a) GSC通過(guò)靜電吸附去除Cu
2+。(b) CMC/SA/GO@Fe
3O
4凝膠珠通過(guò)螯合作用吸附Pb
2+。
圖7. 離子交換吸附某些污染物的機(jī)理示意圖。(a)MSAL和吸附Pb
2+后MSAL的XPS光譜。(b) zeta電位隨pH值變化圖[110]。(c) pH為5時(shí)Pb
2+批量吸附實(shí)驗(yàn)前后溶液中主要離子的絕對(duì)離子濃度。(d) pH為5時(shí)，其他競(jìng)爭(zhēng)離子存在時(shí)MSAL對(duì)Pb
2+的選擇性。
圖8. 木質(zhì)素、GO和SA之間的協(xié)同效應(yīng)。(a)超疏水氣凝膠膜的制備工藝。(b)超疏水氣凝膠膜分離油水混合物示意圖。
相關(guān)研究成果由沈陽(yáng)藥科大學(xué)無(wú)涯創(chuàng)新學(xué)院Huishuang Li等人于2024年發(fā)表在Journal of Water Process Engineering (https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2024.105100 )上。原文：Emerging adsorbents: Applications of sodium alginate/graphene oxide composite materials in wastewater treatment
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
