壳聚糖/ZIF-67金属有机框架/杜姆棕榈籽活性炭复合材料：一种用于高效去除水中Astrazon Red FBL染料的可持续吸附剂

《Surfaces and Interfaces》：Chitosan/ZIF-67 Metal–Organic Framework /Doum Palm Seed–Derived Activated Carbon Composite as a Sustainable Adsorbent for Astrazon Red FBL Removal from Water

本综述聚焦于一种新型可持续吸附剂CS@ZIF-DPAC的开发与应用，该材料通过整合壳聚糖(CS)、ZIF-67金属有机框架(MOF)及杜姆棕榈籽活性炭(DPAC)，实现了对水体中阳离子染料Astrazon Red FBL (AR-FBL)的高效去除（吸附容量达322.9 mg·g-1，去除率97.8%）。研究证实其吸附机制以化学吸附为主（符合准二级动力学模型），且具有优异的可重复使用性（5次循环后效率保持91.1%），为工业染料废水处理提供了绿色高效的解决方案。

　　

Highlight

SEM分析

通过扫描电子显微镜(SEM)对合成材料的表面形貌进行了研究，代表性显微照片如图1所示。源自杜姆棕榈籽的活性炭(DPAC, 图1a)呈现出高度多孔且不规则的结构，具有相互连接的孔洞和粗糙的表面特征，这是高温KOH活化法的典型形貌。这种形态为染料分子在吸附过程中的扩散提供了高密度的可及吸附位点。

结论

本研究提出了一种新颖且可持续的策略，通过将壳聚糖(CS)、ZIF-67纳米晶体和生物质衍生的活性炭(DPAC)整合到单一的分级吸附剂中，合成了一种多功能CS@ZIF-DPAC复合材料，该材料专门针对研究较少的阳离子染料Astrazon Red FBL (AR-FBL)而设计。该复合材料表现出高比表面积（538.37 m²·g^-1）、分级孔隙率和丰富的活性位点，在100 mg·L^-1的初始染料浓度、pH 7.0和环境温度下，达到了322.9 ± 3.7 mg·g^-1的吸附容量和97.8 ± 0.5%的去除效率。动力学和等温线研究分别与准二级模型和Langmuir Type I模型高度吻合，表明其主导吸附机制是单层化学吸附。热力学参数揭示了吸附过程是自发的、吸热的且由熵驱动的。值得注意的是，该复合材料在经过五次吸附-解吸循环后，仍能保持91.1 ± 1.2%的高去除效率，凸显了其卓越的结构稳定性和可重复使用性。因此，CS@ZIF-DPAC复合材料作为一种高效、可再生且环境友好的吸附剂，在修复含持久性阳离子染料的废水方面展现出巨大的应用潜力。