细菌纤维素和质增强的PAM水凝用于先进的染料去除:来自批量和QCM分析的见解
Yu-Wen Tai1, Prompong Khamwongsa2, Xuan-Ting Chen1
1Department of Chemical Engineering & Biotechnology, National Taipei University of Technology, Taipei 10608, Taiwan.
International journal of biological macromolecules
|March 29, 2025
概括
这项研究引入了一种新的生物基水凝复合物,增强了细菌纤维素和脂,以有效地去除工业染料. 该材料具有很高的吸附能力和机械强度,为废水处理提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 工业废水,特别是织制造业的废水,由于有毒的染料污染物,造成环境风险.
- 传统的染料去除水凝在机械强度和吸附效率方面存在局限性.
- 需要可持续和有效的材料来实时处理工业废水.
研究的目的:
- 开发一种机械强,高效的生物基凝复合物,用于从工业废水中去除有毒染料.
- 在批量和连续流条件下研究开发的水凝的吸附性能和机制.
- 评估水凝复合物的可重复使用性,用于可持续的废水处理应用.
主要方法:
- 通过增强聚烯胺 (PAM) 与细菌纤维素 (BC) 和脂中间体纤维 (KIF) 来制造混合水凝复合物.
- 描述水凝的机械性能 (压力强度) 和结构特征 (孔径).
- 批量吸附实验以确定染料去除效率和动力学,以及石英晶微平衡 (QCM) 分析用于实时吸附研究.
主要成果:
- 这种生物基水凝复合物具有60mg/g的高甲基蓝吸附能力.
- 优化的水凝 (2%KIF) 显示压力强度为0.4MPa,并且具有适用于多个循环的多孔结构.
- QCM分析证实了连续流下快速吸附平衡 (15秒),表明适合实时处理.
- 吸附动力学遵循伪二阶和弗洛伊德利希模型,表明一种异质的吸附机制.
结论:
- 与传统水凝相比,开发的PAM/BC/KIF水凝复合材料提供了更高的机械强度和更高的染料吸附效率.
- 该材料的快速吸附动力学和可重复使用性使其成为持续工业废水处理的有希望的环保解决方案.
- 结合BC和KIF等可持续生物聚合物的整合解决了传统水凝的局限性,以有效地去除染料.
