利用季铵官能化纳米纤维素/脱乙酰壳聚糖复合气凝胶快速去除水中的全氟烷基物质

《ACS ES&T Water》：Rapid Removal of Perfluoroalkyl Substances from Water by Quaternized Amine-Functionalized Nanocellulose/Deacetylated Chitin Composite Aerogel

本研究通过共交联和氨基化改性天然纤维素纳米纤维与脱乙酰壳聚糖制备QA-CNF/DAC复合气凝胶，其高比表面积（64.5 m2/g）和季铵基含量（0.598 mmol/g）有效提升了对PFAS（如全氟辛酸磺酸盐和全氟己酸）的吸附性能，吸附容量分别达269.76 mg/g和83.20 mg/g，平衡时间快，符合伪二级动力学和Freundlich模型，表现出良好的循环稳定性和环境友好特性，为PFAS污染治理提供了高效可持续的材料。

　　

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是新兴的污染物，最近有许多化学吸附剂被用于它们的去除。在这项研究中，我们通过同时交联和胺化两种最丰富的天然聚合物——纤维素纳米纤维（CNF）和去乙酰化壳聚糖（DAC），合成了一种季胺改性的（QA-CNF/DAC）复合气凝胶。表征结果表明，气凝胶成功改性，其比表面积达到64.5平方米/克，季胺含量为0.598毫摩尔/克。该气凝胶在pH 6.78时对全氟辛烷磺酸的吸附容量为269.76毫克/克，在pH 4.1时对全氟己酸的吸附容量为83.20毫克/克，且达到平衡的时间分别为0.5分钟和3分钟。吸附过程遵循准二级动力学和Freundlich模型，表明在异质气凝胶表面发生了多层放热相互作用。该气凝胶在多次循环测试中仍保持优异的性能，显示出高稳定性和可重复使用性。这些发现表明，QA-CNF/DAC气凝胶是一种可持续且经济高效的材料，适用于PFAS的净化。