来自Phlomis tuberosa L.的生物基纤维素膜用于从废水中去除甲基蓝染料和分子相互作用机制

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:

• 合成染料,特别是甲蓝 (MB) 等阴阳性染料,对环境和健康构成重大风险.
• 废水处理需要有效和可持续的吸附剂来去除染料.
• 生物基纤维素膜为污染物修复提供了一个有希望的替代方案.

研究的目的:

• 为了从Phlomis tuberosa L. (P. tuberosa) 中提取纤维素,用于膜制造.
• 通过加入聚乙烯化物 (PVDF) 来增强纤维素膜的性能.
• 为了评估开发的膜的吸附性能,以去除甲蓝.

主要方法:

• 从P. tuberosa茎中提取纤维素的提取.
• 纤维素/PVDF (C/PVDF) 复合膜的制造.
• 使用XRD,FTIR,SEM-EDX和TEM进行物理化学表征.
• 吸附实验,以确定吸附能力和动力学.
• 使用MD模拟和DFT计算进行计算分析.

主要成果:

• 纤维素的成功分离和C/PVDF膜的制造通过表征技术得到证实.
• FTIR分析揭示了关键的功能组,表明有效的生物质分成.
• 优化的C/PVDF_M (90:10) 膜实现了MB的最大吸附能力94mg/g.
• 吸附遵循伪二次动力学和兰格穆尔异热模型.
• MD和DFT研究阐明了吸附机制,涉及静电相互作用和键.

结论:

• 来自P. tuberosa的纤维素是可持续吸附材料的可行前体.
• C/PVDF复合膜具有增强的机械和热稳定性.
• 开发的膜在从废水中去除阴阳性染料方面表现出高效率.
• 这项研究突出了用于染料污染控制的可再生和高性能解决方案.