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本研究针对工业废水重金属污染问题，开发了纳米几丁质涂层棉纤维（NCCF）吸附剂，实现了对Cr6+、Cd2+和Pb2+的高效去除，为可持续废水处理提供了新材料。
随着工业化和城市化的快速发展，工业废水中的重金属污染已成为全球性环境难题。重金属如镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）等具有毒性、持久性和生物累积性，对人类健康和生态系统构成严重威胁。传统的重金属去除技术存在高能耗、成本高、易产生二次污染等弊端，而吸附法因其高效、经济、操作简便等优点受到广泛关注。近年来，基于天然纤维的吸附材料因其可再生性和环境友好性成为研究热点。棉纤维作为一种天然纤维，具有来源广泛、成本低、可生物降解等优点，但其吸附能力有限。为了提高棉纤维的吸附性能，研究者们尝试对其进行改性。几丁质是一种天然多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性和吸附性能，但其在实际应用中存在一些局限性。纳米几丁质的出现为解决这些问题提供了新的思路。纳米几丁质具有更大的比表面积和更高的反应活性，能够显著提高吸附效率。因此，开发一种基于纳米几丁质和棉纤维的复合吸附材料，对于解决工业废水重金属污染问题具有重要的现实意义。
来自国内的研究团队开展了一项研究，旨在通过制备纳米几丁质涂层棉纤维（NCCF）来提高棉纤维对重金属离子的吸附能力。研究结果表明，NCCF对Cr6+、Cd2+和Pb2+的最大吸附容量分别为12.50 mmol/g、4.76 mmol/g和6.40 mmol/g，显著高于未改性的棉纤维。该研究为工业废水处理提供了一种高效、可持续的吸附材料，研究成果发表在《Heliyon》杂志上。
在研究过程中，研究人员采用了以下关键技术方法：首先，通过离子凝胶法从废弃虾壳中提取几丁质并制备纳米几丁质颗粒；其次，利用柠檬酸作为交联剂，将纳米几丁质与棉纤维进行化学键合，成功制备了NCCF；最后，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）等技术对NCCF的结构、形貌和热稳定性进行了表征，并采用吸附等温线和动力学实验对其吸附性能进行了系统研究。
研究结果表明，NCCF的制备过程简单、高效，且具有良好的吸附性能。通过FTIR分析确认了纳米几丁质与棉纤维之间的化学键合，SEM图像显示NCCF表面粗糙，表明纳米几丁质成功附着在棉纤维表面。TGA分析表明，NCCF的热稳定性略有下降，进一步证实了纳米几丁质涂层的存在。吸附等温线实验结果表明，NCCF对Cr6+、Cd2+和Pb2+的吸附符合Langmuir和Freundlich模型，且最大吸附容量显著高于未改性的棉纤维。吸附动力学研究表明，NCCF的吸附过程符合伪一级动力学模型，且吸附速率较快。热力学分析表明，NCCF对重金属离子的吸附过程是自发的，具有热力学可行性。
综上所述，本研究开发的NCCF作为一种新型的重金属吸附材料，具有高效、可持续和环境友好的特点，为工业废水处理提供了一种新的选择。该研究不仅为棉纤维的高值化利用提供了新途径，也为纳米几丁质的应用拓展了新领域。未来，进一步研究NCCF的机械性能和抗菌性能，有望将其开发为一种低成本、高效的水过滤材料，具有广阔的应用前景。
