基于乙烯基乙酸酯-烯丙醇共聚物功能化混凝土废料的Cd(II)去除：优化与性能评估

针对工业废水中Cd(II)污染难题，研究人员创新性地将混凝土废料(CW)与乙烯基乙酸酯(VyAc)-烯丙醇(AA)共聚物复合，开发出CW-SH@poly(VyAc-co-AA)@PA纳米吸附剂。通过RSM-CCD模型优化获得90%去除率，最大吸附容量达4.464 mg g?1 ，五次循环后仍保持76.97%效率。该材料兼具成本效益与环境友好性，为重金属治理提供新策略。

　　

随着工业化的快速发展，重金属污染已成为威胁生态环境和人类健康的"隐形杀手"。其中，镉离子(Cd(II))因其强毒性和生物累积性被列为致癌物，在采矿、电镀等工业废水中广泛存在。尽管现行吸附技术如活性炭、生物质材料等能部分解决问题，但面临成本高、效率低、难以回收等瓶颈。与此同时，全球每年产生约18亿吨建筑废料，其中混凝土废料(CW)因多孔结构和碱性特性，展现出作为吸附材料的潜力。如何将环境废弃物"变废为宝"，成为解决双重污染问题的关键突破口。

伊斯兰阿扎德大学的研究团队独辟蹊径，通过自由基聚合法将乙烯基乙酸酯(VyAc)和烯丙醇(AA)共聚物接枝到巯基化混凝土(CW-SH)表面，再与邻苯二甲酸(PA)交联，制备出新型纳米吸附剂CW-SH@poly(VyAc-co-AA)@PA。该研究通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)等技术证实材料具有100 nm粒径和丰富官能团；采用响应面法-中心复合设计(RSM-CCD)优化条件，在25°C、pH 7、24分钟条件下实现90%去除率；吸附动力学符合准二级模型，等温线拟合显示最大容量为4.464 mg g^?1
，且76.97%效率可保持至第五次循环。

主要技术方法
研究采用自由基聚合法构建聚合物-混凝土复合体系，通过XRD、FT-IR、FE-SEM、EDX（能量色散X射线光谱）和TGA（热重分析）进行材料表征；利用RSM-CCD设计31组实验优化参数；采用ICP-OES（电感耦合等离子体发射光谱）测定Cd(II)浓度；通过吸附动力学、等温线和循环实验评估性能。

Crystalline structure
XRD分析显示原始CW主要含石英、钙矿物（方解石、钙长石等），改性后出现16.7°新峰证实成功聚合。FT-IR显示1720 cm^?1
处酯基特征峰，证明VyAc-AA共聚物形成。

Conclusion
该纳米吸附剂通过-SH、-OH等官能团与Cd(II)配位，兼具物理吸附和化学结合优势。实际水样测试显示88.97%-89.30%的稳定去除率，相对标准偏差仅1.25%-2.23%，证实其工程应用潜力。

这项研究开创性地将建筑废料转化为高效吸附材料，不仅为Cd(II)治理提供新方案，更实现"以废治污"的循环经济理念。其创新点在于：①首次将VyAc-AA共聚物与CW复合；②通过RSM-CCD精确调控吸附过程；③证实材料在复杂水体中的稳定性。该成果发表于《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》，为发展中国家同时解决建筑垃圾处理和重金属污染问题提供了可推广的技术范式。