双重交叉连接的磁性凝/碳甲基纤维素冷凝用于增强刚果红色吸附:实验研究和机器学习建模
Congli Cui1, Weixu Qiao2, Dong Li1
1College of Engineering, Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health, National Energy R & D Center for Non-food Biomass, China Agricultural University, P. O. Box 50, 17 Qinghua Donglu, Beijing 100083, China.
Journal of colloid and interface science
|September 21, 2024
概括
开发了高效,可生物降解的纳米复合材料冷凝,用于清除刚果红色染料. 这些装有Fe3O4纳米颗粒的凝/甲基纤维素冷凝,显示出出色的吸附能力和废水处理潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 刚果红 (CR) 是一种广泛使用的染料,具有环境风险.
- 开发高效和环保的吸附剂来去除染料对于废水处理至关重要.
研究的目的:
- 合成一种新的双网络纳米复合材料冷凝,以实现高效和环境可降解的刚果红色去除.
- 研究合成吸附剂的吸附机制,热力学和性能.
主要方法:
- 合成装有Fe3O4纳米颗粒的凝/碳甲基纤维素冷凝纳米复合材料.
- 使用转胺酶和化进行交叉链接,以增强热稳定性.
- 吸附研究,动力学和等温模型 (伪二次,兰木尔),热力学分析,机器学习 (极端梯度增强,SHAP) 和DFT计算.
主要成果:
- 纳米复合材料的冷凝对刚果红的最大吸附能力为698.19 mg/g.
- 吸附遵循伪二阶和兰迈尔模型,表明自发和内热过程.
- 机器学习模型,特别是极端梯度增强,准确地预测了吸附性能,初始度是最有影响力的因素.
结论:
- 合成的双网络纳米复合材料冷凝是一种高效且有前途的吸附剂,用于从废水中去除刚果红色.
- 吸附剂的特性,包括热稳定性和吸附能力,通过双网络结构和Fe3O4纳米粒子负载显著增强.
- 该研究提供了对吸附机制和预测建模的见解,为先进的废水处理解决方案铺平了道路.
