基于罗望子种子的吸附剂高效去除制革废水染料及其环境应用研究

本研究针对制革废水染料污染问题，创新性地采用罗望子种子制备低成本吸附剂，通过FTIR、SEM和等电点表征，优化吸附条件（0.6 g/50 mL、pH 6.0、30 min搅拌），实现95.3%染料去除率，同步降低BOD（23.9%）、COD（50.0%）和浊度（93.1%），为工业废水处理提供绿色解决方案。

　　

制革工业是全球水污染的重要源头之一，其染色工序产生的废水含有高浓度染料、重金属和有机污染物，尤其是偶氮染料在厌氧条件下会分解为致癌芳香胺，严重威胁水生生态系统和人类健康。尽管现有技术如混凝、氧化和膜过滤能部分解决问题，但成本高、二次污染等问题限制了应用。如何开发高效、低成本且环境友好的处理技术成为研究热点。

针对这一挑战，来自国内的研究团队创新性地利用农业废弃物罗望子种子开发了一种无需化学活化的天然吸附剂。这项发表在《Water-Energy Nexus》的研究通过系统优化和多重表征技术，证实该吸附剂对实际制革废水中混合染料（Bordeaux MB、Black GXR和Brown NGB）具有卓越去除性能。

研究采用的关键技术包括：1）批量吸附实验优化工艺参数；2）傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析官能团变化；3）扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌；4）等电点测定确定表面电荷特性；5）紫外-可见分光光度法量化染料去除率。废水样本来自孟加拉国库尔纳地区的制革厂。

3.1 工艺参数优化
通过单因素实验确定最佳条件：0.15 g/50 mL硫酸铝预处理后，0.6 g罗望子种子吸附剂在pH 6.0、30°C下搅拌30分钟，静置10小时，染料去除率达95.3%。研究发现酸性条件下带正电的吸附剂表面与阴离子染料产生强静电作用，而过高pH会导致OH^-
竞争吸附位点。

3.2 物化参数分析
处理后的废水BOD从1407 mg/L降至1071 mg/L，COD从38400 mg/L降至19200 mg/L，浊度降低93.1%。尽管COD仍超标，但pH恢复至6.01的合规范围。

3.3 吸附剂表征
FTIR显示染料吸附后出现N-H（1610 cm^-1
）和C=O特征峰，证实染料分子结合。SEM显示吸附后粗糙表面变为致密结构，孔隙被染料填充。等电点测定（pHpzc=6.2）证实pH<6.2时吸附剂表面带正电，与染料阴离子基团（-SO₃
^-
）产生静电吸引。

3.5 吸附机制
除静电作用外，氢键（-OH基团）、π-π堆叠（芳香环）和n-π相互作用（羰基与染料）共同促进吸附。这种多机制协同作用解释了其优于单一改性吸附剂的性能。

3.6 横向对比
相较于需要热活化处理的柚子皮（60-70%去除率）或海藻（85.7%），本研究吸附剂在更短时间（30分钟）和更低剂量（12 g/L）下实现95.3%去除率，且原料无需预处理，操作成本降低40%。

该研究证实罗望子种子吸附剂能有效解决制革废水复合染料去除难题，其环境友好特性（无化学活化、生物降解性）和经济效益（废弃物利用）具有工业化潜力。未来研究可探索吸附剂再生工艺及与其他处理技术的联用方案，为工业废水治理提供新范式。