基于铋材料的中性环境电化学除氯技术研究

《Separation and Purification Technology》：Electrochemical chloride removal using bismuth-based materials in neutral environments

本综述系统探讨了角蛋白功能化聚己内酯（PCL）电纺纳米纤维膜在染料吸附中的应用。通过引入人发角蛋白中间丝（KIFs）和羽毛角蛋白（FK），显著提升膜材料对亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）的吸附性能。研究揭示了DSLF等温模型与Ritchie动力学方程的适配性，为功能性吸附剂设计提供了新策略。

　　

亮点

人发和羽毛来源的角蛋白通过赋予PCL电纺纳米纤维膜多重吸附位点与功能基团，显著增强其与MB分子的相互作用，使改性膜吸附性能优于纯PCL膜。其吸附机制可从动力学、等温线和分子相互作用三方面解析：动力学研究表明Ritchie方程比现象学传质模型更准确描述吸附过程；等温线分析显示双位点Langmuir-Freundlich（DSLF）模型能有效表征KIFs与FK提供的异质性吸附位点；分子层面则涉及静电作用、氢键和疏水相互作用等多重机制。

结论

本研究成功构建了角蛋白-PCL复合电纺纳米纤维膜，实现了对MB/MO染料的高效吸附。通过系统表征KIFs与FK的理化性质，优化了纺丝工艺参数。膜材料的表面电荷调控、溶胀行为及孔隙结构对吸附性能具有决定性影响。该工作为废弃角蛋白资源化利用和功能性吸附剂开发提供了创新范式。

作者贡献声明

Nien-Chen Hsieh: 初稿撰写、可视化、验证、方法学、数据整理

You-Ren Lai: 文稿修订、初稿撰写、可视化、方法学验证

Wei Lin: 验证、实验实施

Yang Wei: 文稿修订、课题设计、资金获取、理论框架构建

Steven S.-S. Wang: 终审修订、项目指导

利益冲突声明

作者声明无潜在利益冲突

致谢

本研究获台湾科学技术委员会资助（项目编号：NSTC 113-2221-E-027-011-MY2与NSTC 114-2221-E-002-035-MY3），感谢国立台湾大学关键技术联盟提供质谱技术服务，国立台北科技大学精密分析中心支持扫描电镜测试。