热敏和可重复使用的奇托/基烯纤维素单质水凝与相互连接的多孔性,通过冷解工艺设计,用于选择性去除染料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 开发用于高效废水处理的先进材料至关重要.
• 热反应性水凝为选择性分离提供可调节的特性.
• 奇托和基烯纤维素是生物相容的聚合物,具有合成凝的潜力.

研究的目的:

• 为了合成和表征一种新型的热反应混合单体水凝.
• 研究合成参数对水凝性质的影响.
• 评估水凝在染料吸附和废水处理中的可重复使用性方面的性能.

主要方法:

• 基托 (CS) 和基纤维素 (HPC) 的化学交联.
• 通过冷和解处理进行修改,以创建一个巨孔网络.
• 水凝形态,表面积和热特性 (LCST) 的表征.
• 在不同温度下使用甲蓝和活性红2的染料吸附研究.
• 吸附数据的动态和异热建模.
• 在多个吸附-脱附周期中评估水凝的可重复使用性.

主要成果:

• 由于其巨孔结构,修改后的FCS/HPC水凝表现出显著增加的表面积 (75.31 m².g^-1).
• 水凝显示了较低的临界溶液温度 (LCST) 约42°C,具有可逆的膨胀-脱水行为.
• 在LCST下,对于阴离子和阴离子染料均观察到高染料去除效率;在LCST以上发生了选择性阴离子染料吸附.
• 吸附遵循伪第一阶动力学和弗洛伊德利希等温,表明在异质表面上的物理相互作用和多层吸附.
• 水凝在五个周期内显示出良好的可重复使用性.

结论:

• 合成的FCS/HPC水凝是一种有前途的热敏材料,用于选择性分离污染物.
• 它的调节性质和高吸附能力使其适用于工业废水处理.
• 该材料的可重复使用性支持其作为可持续解决方案的潜力.