陈武教授课题组在《International Journal of Biological Macromolecules》上报道磁性木质素磺酸钠水凝胶的合成及其对废水中Cd2+的吸附行为研究

内容简述：

近日，《国际生物大分子杂志》（International Journal of Biological Macromolecules）发表了化学与环境工程学院陈武教授课题组的最新研究成果，报道了磁性木质素磺酸钠水凝胶的合成及其对废水中Cd²⁺的吸附行为研究。该研究关注磁性木质素磺酸钠水凝胶的合成，并对废水中Cd²⁺进行吸附实验，该合成方法简单环保且对废水中Cd²⁺有较好的吸附效果。

论文题目为“Synthesis of magnetic sodium lignosulfonate hydrogel(Fe₃O₄@LS) and its adsorption behavior for Cd²⁺ in wastewater”，陈武教授和硕士研究生谢慧嘉为论文共同第一作者。  

随着工业的发展，水体中的重金属污染日益严重，重金属污染不可生物降解，并且可以通过食物链富集，对生态环境和人类的身体健康有着严重的影响。吸附法因其在操作、设计过程中的灵活性和处理效果的显著性被广泛应用于处理重金属污染的废水。而目前常用的吸附剂包括活性炭、硅胶、MOF、活性氧化铝等，但这些吸附材料价格较为昂贵，合成复杂，且回收利用困难。因此寻找一种价格低廉，合成工艺简单，吸附效果好且易于回收利用的吸附材料依然具有挑战。

基于上述挑战，陈武教授课题组提出以木质素磺酸钠（LS）为原料，丙烯酰胺（AM）为单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，过硫酸钾（KPS）为引发剂，N,N,N’,N’-四乙基乙二胺（TEMED）为还原剂，采用自由基接枝共聚法成功合成木质素磺酸钠水凝胶，并采用原位沉淀法在水凝胶的内部负载磁性Fe₃O₄纳米粒子，形成磁性木质素磺酸钠水凝胶（Fe₃O₄@LS），再将Cd²⁺作为处理目标研究Fe₃O₄@LS对重金属的吸附效果。该合成方法工艺简单，环境友好，实现了对木质素的再利用，且Fe₃O₄@LS具有较大的比表面积、丰富的活性位点、优良的磁性和稳定性，对Cd²⁺的吸附容量可达88.00 mg/g，具有良好的吸附效果。吸附过程主要通过表面络合、阳离子交换和静电吸引完成。利用NaCl作为解吸剂，经过4次洗脱后，吸附率仍可达60%以上，具有较好的回用性。本研究为磁性水凝胶作为吸附材料在工业废水处理中的应用提供了理论和技术上的参考，并为开发高吸附效果、环境友好且易回收再利用的吸附材料提供了一个思路。

该研究工作得到了国家重大科技专项课题“废弃物处理与利用技术”的资金支持及长江大学化学与环境工程学院实验中心的支持。

图文摘要：

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125498