化学改性阿萨伊种子对亚甲基蓝和活性艳蓝R的环保吸附机制及废水处理应用

针对工业废水中难降解染料污染问题，巴西研究人员通过酸/碱化学改性阿萨伊种子（UAS/ATAS/BTAS），系统评估其对阳离子染料亚甲基蓝（MB）和阴离子染料活性艳蓝R（RBBR）的吸附性能。优化条件下MB去除率达99.41%（pH 8），RBBR达97.11%（pH 2），Langmuir模型证实单层吸附特性，且改性种子吸附速率提升3-5倍。该研究为农业废弃物资源化利用提供新范式，相关成果发表于《Surfaces and Interfaces》。

　　

【论文解读】
在全球化水资源危机背景下，纺织工业每年排放的130万吨染料对生态系统构成严峻挑战。其中，阳离子染料亚甲基蓝（MB）会抑制藻类光合作用，而具有致癌性的活性艳蓝R（RBBR）因其蒽醌结构难以降解。传统处理方法如膜过滤和臭氧氧化成本高昂，而农业废弃物处置不当又加剧污染。巴西阿马帕州研究人员以当地特产阿萨伊（Euterpe oleracea Mart）种子为原料，通过磷酸（H₃PO₄）和氢氧化钠（NaOH）化学改性，开发出高效生物吸附剂。

研究采用酸碱活化（ATAS/BTAS）、扫描电镜（SEM）表征孔隙结构变化，结合X射线衍射（XRD）分析晶体特性。通过批量吸附实验优化pH（MB pH 8/RBBR pH 2）和剂量（100-200 mg），利用Langmuir和Freundlich模型拟合吸附等温线，并开展热力学（ΔG/ΔH）和动力学分析。

【材料表征】
磷酸处理（ATAS）导致半纤维素部分水解，暴露出更多羧基（-COOH）；碱处理（BTAS）则通过皂化反应增加羟基（-OH）密度。SEM显示BTAS形成蜂窝状多孔结构，比表面积显著提升。

【吸附性能】
BTAS对MB的平衡时间最短（120分钟），较未处理种子（UAS）缩短80%。MB吸附量达99.41%，符合Langmuir单层吸附模型（R²>0.99），ΔH=-12.3 kJ mol^-1证实为放热过程。RBBR需240分钟达到94.2%去除率，ΔH=+8.7 kJ mol^-1显示吸热特性，需能量输入。

【机制分析】
MB主要通过静电吸引与负电性表面结合，RBBR依赖π-π堆积和氢键作用。FTIR证实改性后C=O和O-H振动峰增强，化学吸附占主导。

【结论】
该研究实现农业废弃物增值利用，3次循环后吸附效率仍保持73%以上。阿萨伊种子改性后兼具成本效益与环境友好性，为发展中国家废水处理提供可行方案。作者Wyvirlany V. Lobo团队指出，未来可探索复合改性技术以提升对多元染料的协同去除能力。