脉冲激光诱导液体热响应在热透镜光谱分析中的应用：一种解析方法

为解决染料污染问题，研究人员通过自由基聚合法合成聚丙烯腈-苯乙烯共聚物[P(AN-co-ST)]，经磺化改性获得高效吸附剂SP(AN-co-ST)，用于去除水中亚甲基蓝(MB)。实验结合FTIR、TGA、XRD、SEM及DFT计算，证实磺化共聚物具有97.5%的MB去除率，为废水处理提供新策略。

　　

染料污染是当今环境治理的棘手难题，尤其是亚甲基蓝（MB）等化学染料，不仅难以降解，还可能对人体造成致癌风险。每年全球生产的合成染料超过7×10⁵吨，传统处理方法如化学法易产生有毒副产物，生物法则效率低下。吸附法因其环保、高效成为研究热点，但开发兼具高吸附容量和稳定性的材料仍是挑战。

Taif University（沙特阿拉伯）的研究团队通过自由基聚合合成聚丙烯腈-苯乙烯共聚物[P(AN-co-ST)]，并对其进行磺化改性，制备出磺化共聚物[SP(AN-co-ST)]。研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证磺酸基团引入，热重分析（TGA）显示磺化后热稳定性提升，X射线衍射（XRD）证实结晶度改善，扫描电镜（SEM）观察到表面形貌变化。密度泛函理论（DFT）计算表明，磺化共聚物具有最低能隙和最高软度，利于电子转移。最终实验在室温中性条件下实现97.5%的MB去除率，成果发表于《Journal of Molecular Liquids》。

材料与方法
研究使用丙烯腈（AN）和苯乙烯（ST）为单体，过硫酸钾（KPS）引发聚合，通过磺化反应引入-SO₃H基团。表征技术包括FTIR、拉曼光谱、TGA、XRD和SEM，结合DFT计算电子结构参数。

结果与讨论

1. FTIR与拉曼光谱：磺化后O-H和S=O特征峰出现，证实-SO₃H成功接入。
2. 热稳定性与结晶性：TGA显示磺化样品分解温度提高50°C，XRD显示结晶峰增强。
3. 表面形貌：SEM显示磺化后材料孔隙率增加，吸附位点增多。
4. DFT计算：SP(AN-co-ST)的能隙（ΔE=2.1 eV）低于未磺化样品，软度（σ=0.48 eV^?1）最高，表明其高反应活性。
5. 吸附实验：1:1单体比的SP(AN-co-ST)在90分钟内吸附效率达97.5%，符合Langmuir模型。

结论
该研究通过分子设计与实验验证，证明磺化共聚物SP(AN-co-ST)能高效吸附MB，其机理涉及静电作用、氢键和π-π堆积。DFT与实验结果高度吻合，为理性设计吸附材料提供新思路，对废水处理应用具有重要价值。