巨芒(Miscanthus × giganteus)对纺织偶氮染料的吸附特性及相互作用机制解析

研究人员探究了巨芒(Miscanthus × giganteus)对纺织染料的吸附潜力。该研究通过对比叶片对直接蓝78(Direct Blue 78)的缓慢吸附(24小时达63%)与茎杆对碱性红18(Basic Red 18)的快速捕获(1小时达96%)，揭示了木质纤维素含量(叶片24.62%、鲜茎41.34%、老茎48.05%)的关键作用。FTIR和SEM证实物理吸附主导，pHpzc为5.90时茎杆-BR18体系在pH4-9区间表现最佳，最大吸附量达20.8 mg/g。该生物质对多种染料展现广谱吸附潜力。

　　

巨芒(Miscanthus × giganteus)这种能源植物在纺织废水处理领域展现出惊人潜力。实验团队系统评估了其不同器官对两类典型染料的吸附性能：叶片对直接蓝78(Direct Blue 78)呈现缓慢吸附特性，24小时仅捕获63%；而茎杆对碱性红18(Basic Red 18)的吸附堪称"闪电战"，1小时内即可清除96%污染物。

深入分析发现，木质纤维素含量是吸附差异的关键——叶片含24.62%，新鲜茎杆41.34%，而老化茎杆高达48.05%。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对比显示，染料吸附前后材料结构高度相似，结合极低的过氧化物酶活性(老茎仅2 μg/g)，证实这是典型的物理吸附过程。

针对茎杆-BR18体系，研究人员测得零电荷点(pH_pzc)为5.90，在pH4-9范围内保持最佳吸附性能。通过解吸附实验测定最大结合容量达20.8 mg BR18/g茎杆，且仅23%染料能被0.1M HCl洗脱，展现强结合特性。元素分析显示锌(0.71-1.13%)、铜(0.74-1.43%)和硅(0.12-0.28%)含量稳定，解吸附样品与饱和吸附样品中氯含量均为0.24%，暗示可能存在离子交换机制。

这项研究为开发基于巨芒的生物吸附剂提供了理论依据，其广谱吸附特性尤其适合处理成分复杂的工业染料废水。老茎杆表现出的超高吸附效率和牢固结合能力，使其在可持续水处理领域具有重要应用前景。