综述:芒果果皮在废水净化中的特性与作用机制研究

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Sustainable Environment 2.3

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  本综述深入探讨了芒果(Mangifera indica)果皮作为生物吸附剂在废水处理中的应用潜力,重点解析其多酚类化合物(如没食子酸)和纤维结构对重金属(Pb2+、Cd2+)及有机污染物(如亚甲基蓝MB)的吸附机制(涉及π-π相互作用和离子交换),为绿色水处理技术提供新思路。

  

芒果果皮的组成特性

芒果(Mangifera indica)果皮富含纤维素(35-45%)、半纤维素(15-25%)和木质素(10-15%),其表面存在大量羟基(-OH)和羧基(-COOH)官能团。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析显示,果皮中的没食子酸(gallic acid)和槲皮素(quercetin)可通过螯合作用捕获重金属离子,最大吸附容量可达112.3 mg/g(Pb2+,pH=5时)。

污染物去除机制

重金属吸附:果皮中的果胶多糖通过离子交换将Ca2+/Mg2+与Pb2+置换,Langmuir模型拟合度R2>0.98。染料降解:芒果皮碳化后形成的介孔材料(比表面积≥400 m2/g)对亚甲基蓝(MB)的吸附符合伪二级动力学模型,60分钟内去除率>90%。

实际应用挑战

尽管芒果皮在实验室规模展现优异性能(Cu2+去除率92.4%),但大规模应用需解决原料季节性供应问题。最新研究将果皮与纳米Fe3O4复合,使吸附剂可通过磁分离回收,循环使用5次后效率仍保持80%以上。

未来研究方向

需进一步优化果皮改性工艺(如蒸汽爆破预处理),并建立生命周期评估(LCA)模型验证其环境效益。基因组学分析揭示芒果品种间果皮成分差异,为定制化吸附剂开发提供依据。

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