羧甲基壳聚糖/明胶/MXene双交联气凝胶用于高效去除废水中的Cr(VI)和Pb(II)

《ACS Applied Polymer Materials》：Carboxymethyl Chitosan/Gelatin/MXene Double-Cross-Linked Aerogel for Efficient Removal of Cr(VI) and Pb(II) from Wastewater

该研究通过简易方法合成了具有三维多孔结构的超轻Carboxymethyl chitosan/Gelatin/MXene气凝胶，其对Cr(VI)和Pb(II)的最大吸附容量分别达532.2和556.0 mg/g，吸附机理涉及静电作用、还原反应及O/N官能团络合，循环稳定性良好，证实其作为高效重金属吸附剂的应用潜力。

　　

人类活动导致了重金属的排放，对生态系统和人类健康构成了严重威胁。在此，我们制备了一种超轻的羧甲基壳聚糖/明胶/MXene（CGM）气凝胶，该气凝胶具有较高的骨架强度，可以通过简便的工艺有效去除水中的六价铬（Cr(VI)）和二价铅（Pb(II)）。其三维孔结构不仅赋予了气凝胶良好的压缩性能，还提供了大量的吸附位点。CGM气凝胶对Cr(VI)和Pb(II)的吸附行为符合朗缪尔型吸附等温模型和准二级动力学模型，最大吸附容量分别达到532.2毫克/克和556.0毫克/克。该气凝胶具有良好的抗干扰能力，在经过五次吸附-解吸循环后仍能保持较高的吸附效果。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析表明，CGM气凝胶对Cr(VI)和Pb(II)的吸附机制涉及静电吸引、氧化还原反应以及O/N基团与Cr(VI)和Pb(II)之间的配位/螯合作用。生态应用评估显示，这种合成的气凝胶具有广泛的应用潜力。总之，这项工作为开发具有高效重金属去除能力的吸附剂提供了思路。