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ESI | 番荔枝叶生物吸附剂的制备与应用:从污染治理到可持续水处理
2025-7-4 16:43
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研究背景

Environmental Surfaces and Interfaces

工业废水与生活污水向水体中排放含硫和氟的金属,进而污染环境并影响人类与动物健康。目前,有多种技术可用于去除水中的硫酸盐和氟化物,生物吸附是一种简单、经济高效且环保方法,其在特定生物质中发生的物理化学过程,将硫酸盐和氟化物浓缩并结合到其细胞结构上,番荔枝叶生物吸附剂是从水中去除氟化物和硫酸盐最有效的生物吸附剂之一。

结果简要分析

Environmental Surfaces and Interfaces

本研究通过简单预处理工艺将番荔枝叶转化为高效吸附材料,通过SEM表征发现番荔枝叶吸附剂具有多层结构,平均长度为21.64nm,其中存在的颗粒尺寸范围在3.26~8.54µm,结晶尺寸范围为3.02~5.24nm,表面积范围在34.84~43.68 m2/g、孔体积在0.316~0.428 cm3/g,平均孔径范围为38.64~58.74A。

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研究发现番荔枝叶吸附剂以5.6g的剂量,处理1L污水,对硫酸盐与氟化物去除率均达100%,且处理后体系到稳定状态。通过对吸附条件系统优化研究,番荔枝叶生物吸附剂pH4-8,浓度在4.3g、温度为25℃,搅拌速度为100rpm/min,反应时间为60min,对硫酸盐和氟化物吸附效果最佳,其吸附过程符合准二级动力学方程,化学吸附为主要机制。番荔枝叶生物吸附剂可通过0.05M盐酸或硝酸再生,研究发现前3次循环吸附效率维持97.38%,第4次循环效率降至82.36%;再生前后性能对比显示,吸附剂结构未发生显著劣化,番荔枝叶吸附剂具有重复利用可行性。

从印度安得拉邦的GudlavalleruVijayawadaMachilipatnamGudivada不同地点四个不同地点采集水样品,测定番荔枝叶生物吸附剂对水样中硫酸盐和氟化物的吸附情况,实验结果均表明其对硫酸盐和氟化物具有显著的吸附效果。

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结论

Environmental Surfaces and Interfaces

本研究首次仅使用番荔枝叶作为生物吸附剂,从废水中去除两种不同类型的污染物。番荔枝叶吸附剂作为一种创新、经济高效、还可通过吸附-解吸循环实现重复利用,适用于不同行业废水中的硫酸盐和氟化物处理。研究还探讨了吸附动力学、等温线、热力学及作用机制,同时将机器学习过程与数值物理模型应用于吸附科学与技术领域,为此提供了新的理论参考。

文章信息

Environmental Surfaces and Interfaces

Synthesize and applications of green custard apples leaves biosorbents for adsorptions of sulphates and fluorides from water

Subhashish Dey, G. T. N. Veerendra et al.

https://doi.org/10.1016/j.esi.2024.11.001

期刊简介

Environmental Surfaces and Interfaces

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Environmental Surfaces and Interfaces 报道环境表界面相关的研究,重点关注环境污染控制过程中的表界面行为,包括气液、液-液、气-固、液-固、固-固和生物界面。本刊欢迎环境表面和界面相关的基础理论研究、仪器和方法的开发,以及其它相关的实验室和现场实验研究。

ESI由科爱与北京师范大学珠海校区合作运营,期刊主编由北京师范大学珠海校区敖志敏教授和阿德莱德大学王少彬教授担任。

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期刊刊载主题(包括但不限于):

  • Advanced hetero-catalysis environmental functional materials

  • Nanobubble technology

  • Electro-chemistry

  • Bio interface in environmental-related processes

  • Colloid and interface chemistry

  • Surface adsorption and desorption

  • The interface process in engineered membrane and biological film

  • Theoretical calculation of surface/interface science

Environmental Surfaces and Interfaces 期待您的来稿!所有文章将经过严格的同行评审,文章一经收录,全文将以开放获取的形式发表在月活用户超过1700万的ScienceDirect平台,供读者免费下载阅读和引用。

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