磁性壳聚糖-2-亚氨基-3-羟基吡啶甲基苯甲醛(MCS-IHPMB)的合成及其对Pb(II)和溴化乙锭(EBr)的高效吸附机制研究

本研究通过合成新型磁性壳聚糖-Schiff碱复合物(MCS-IHPMB)，系统评估其对水中Pb(II)和EBr的吸附性能。表征显示材料具有多重结合位点（-C=N-、-OH及芳香环），吸附数据符合准二级动力学和Langmuir模型，对Pb(II)/EBr的最大吸附量分别达200.11/147.78 mg/g，且可重复使用5次以上，为重金属/染料协同去除提供了低成本解决方案。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了兼具芳香环、羟基和亚胺基团的磁性壳聚糖复合材料(MCS-IHPMB)，其对铅离子和溴化乙锭展现出"双靶向"吸附能力，突破传统吸附剂的单污染物处理局限。

材料表征

通过FT-IR、VSM、XRD等证实材料成功合成：¹H NMR显示亚胺键特征峰位移至δ 11.40–8.11 ppm，未反应醛基质子峰出现在13.57 ppm，而6.59–7.91 ppm的多重峰证实芳香环结构完整。磁性测试表明饱和磁化强度达45.6 emu/g，确保外加磁场下的快速分离。

吸附机制

分子模拟揭示"三明治"吸附模式：Pb(II)优先与亚胺氮原子和吡啶羟基配位，而EBr通过π-π堆积与芳香环相互作用。动力学数据拟合显示准二级速率常数k₂为2.3×10^-3 g/mg·min，表明化学吸附主导过程。

再生性能

经过5次吸附-解吸循环后，材料仍保持85%以上初始效率，0.1 M HCl解吸液可同时回收90% Pb(II)和82% EBr，实现"污染回收双赢"。

Conclusion

该工作创新性地将Schiff碱的分子识别能力与壳聚糖的生物相容性结合，开发的MCS-IHPMB如同"分子海绵"，对两类污染物均表现出优异吸附性能，为复杂废水体系处理提供了新思路。