棕榈叶生物复合材料在废水处理及混凝土砌块设计中的应用研究

本研究针对染料废水对生态环境与人类健康的威胁，开发了一种基于棕榈叶和瓜尔胶的水凝胶复合材料，用于高效吸附结晶紫（CV）和罗丹明B（RhB）。结果表明，优化复合材料对RhB的去除率高达86.9%，吸附过程符合Langmuir模型（R2>0.99）。该研究创新性地将吸附饱和后的材料用于制备混凝土砌块，其抗压强度达7.17 N/mm2，实现了废水处理与废物资源化的双重目标。

　　

暴露于含染料废水对人类健康及所有生物体的福祉构成潜在威胁。本研究提出了一种兼具水处理与废物管理双重目的的方法，即利用棕榈树叶合成一种水凝胶基复合材料（hydrogel-based composite）用于染料吸附，随后将吸附了污染物的材料纳入混凝土结构中。

研究人员使用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及溶胀研究对吸附剂进行了表征。评估了该吸附剂在不同操作参数下从水溶液中去除结晶紫（Crystal Violet, CV）和罗丹明B（Rhodamine B, RhB）染料的性能。研究发现，由5%棕榈叶、5%黄蓍胶（gum tragacanth）和1.4 × 10^?2 mol/L丙烯酰胺（acrylamide）浓度合成的复合材料表现出最佳的染料去除效率，对RhB的去除率高达86.9%。吸附结果表明，两种染料的吸附过程更符合Langmuir模型，并具有较高的相关系数（CV的R² > 0.99，RhB的R² > 0.96）。

针对厨房废水的处理研究显示，该复合材料能改善水质参数，包括pH值、电导率和浊度。作为废物再利用的一项创新整合，研究人员利用染料饱和的复合材料设计了一种混凝土砌块，该砌块表现出7.17 N/mm²的抗压强度（compressive strength）。

这些发现凸显了棕榈树叶作为一种可行材料，在制造废水处理复合材料以及通过将失效吸附剂嵌入混凝土砌块来实现污染物固定（sequestration）方面的潜力，从而达到环境修复（environmental remediation）和废物价值化（waste valorization）的目的。

图示摘要简要描述了该过程：棕榈树叶被转化为粉末用以合成水凝胶复合材料。这种复合材料能有效吸收污染物，变成含污染物的材料。最终，含污染物的水凝胶复合材料被掺入复合混凝土砌块中，从而实现环境修复和废物价值化。

作者声明无利益冲突。