基于油茶皂苷水解与二元复合协同效应的染料浮选分离系统研究

针对合成表面活性剂在泡沫浮选中易造成二次污染的问题，研究人员以油茶饼粕提取的天然皂苷(TS)为研究对象，通过水解改性与N-月桂酰肌氨酸钠(SLS)二元复合协同策略，构建高效绿色浮选体系。该研究使亚甲基蓝(MB)回收率(RMB)提升至94.4%，富集比(EMB)提高32%，为农林废弃物高值化利用及染料废水处理提供新思路。

　　

随着纺织化工行业快速发展，全球每年超7万吨染料废水对生态系统和人类健康构成严重威胁。传统物理吸附法存在结合位点不足、成本高等缺陷，而合成表面活性剂浮选技术虽高效却面临难降解、毒性等问题。如何开发绿色高效的染料分离技术成为环境工程领域的重要挑战。油茶饼作为食用油加工副产物，年产量达1.6亿吨且含10%-15%天然皂苷(TS)，其优异的起泡性能为染料浮选提供了新可能。

中南林业科技大学李维新团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，通过水解改性与氨基酸表面活性剂复合协同策略，构建了基于油茶皂苷的高效浮选系统。研究采用水解结合泡沫分离制备去糖基化产物(DG-TS)，通过红外光谱和质谱鉴定为齐墩果烷型三萜皂苷；利用动态界面张力仪和泡沫扫描分析仪测定体系界面行为；采用Zeta电位和接触角测定揭示相互作用机制；通过响应面法优化浮选参数。

【Flotation characteristics of TS】
研究发现TS通过静电和疏水作用与MB以1:1化学计量比结合，但初始R_MB仅57.6%。水解后DG-TS在0.5 mol/L NaHCO₃条件下泡沫性能显著提升，但高界面粘弹性阻碍排液。

【Synergistic effect of SLS/DG-TS】
构建1:1 SLS/DG-TS二元体系后，协同效应使R_MB提升至94.4%。动力学研究表明该体系为均相离子浮选，空气流速增加可显著提升去除率。SLS通过增大气泡尺寸、平台边界和接触角（从68°增至82°），加速排液使E_MB提高32%。

【Conclusions】
该研究首次阐明TS与MB的相互作用机制，通过"水解改性-复合协同"双重策略突破天然皂苷浮选效率瓶颈。DG-TS的疏水基团暴露增强染料结合能力，而SLS复合有效调控界面流变学特性。该技术无需特殊设备，残余表面活性剂可通过泡沫去除，为农林废弃物资源化利用和绿色浮选工艺开发提供范式。研究团队特别指出，该体系对10 mg/L低浓度MB废水仍保持89.2%去除率，在实际废水处理中具有显著优势。