橄榄油废水衍生钨酸盐掺杂活性炭对双氯芬酸和对乙酰氨基酚的高效吸附机制研究

本研究创新性地利用橄榄油废水(OMWW)开发出钨酸盐(W-carboxylate)掺杂活性炭，通过单步闪速热解(950°C)实现高效吸附药物污染物。材料对双氯芬酸(711 mg·g?1)和对乙酰氨基酚(516 mg·g?1)展现卓越吸附性能，其机制涉及π-π相互作用及双/三齿配位，在实际废水处理中实现89%去除率，为绿色水处理提供新策略。

　　

材料表征

扫描电镜(SEM)显示，未掺杂钨酸盐的C(0%WO)样品具有均匀多孔结构(图2a)，而掺杂后材料表面出现晶体沉积导致孔隙率下降。X射线光电子能谱(XPS)证实钨以W⁶⁺形式存在，并形成W=O和W-O-C键。比表面积测试表明2%钨酸盐掺杂的C(2%WO)具有最高比表面积(1120 m²·g^?1)，但过量掺杂(3%)会导致孔隙堵塞。

<吸附动力学>

伪二级动力学模型(PSO)能最佳拟合吸附过程，表明化学吸附占主导。对乙酰氨基酚在40分钟内达到吸附平衡，双氯芬酸则需60分钟。过渡态分析显示吸附能垒为28.5 kJ·mol^?1，证实弱相互作用主导的快速吸附特性。

<等温线模型>

双分子层和Freundlich模型最适配实验数据，揭示多层吸附特征。非立体分析表明每个药物分子与3个活性位点结合，其中双氯芬酸通过苯环(π-π堆叠)和羧基(双齿配位)双重作用，而对乙酰氨基酚主要依靠酚羟基(三齿配位)。

<实际应用>

在处理真实废水时，材料保持89±4%的去除率，且经5次再生循环后效率仅下降7%。钨酸盐掺杂显著提升材料在复杂基质中的选择性，其羧酸基团(-COOH)密度比对照组高3.2倍。

<结论>

该研究开创性地将液态橄榄油废水转化为高性能吸附剂，通过精准控制钨酸盐掺杂量优化材料性能。分子层面的机制解析为设计靶向吸附剂提供新思路，其"弱相互作用主导-易脱附"特性兼具高效性与可持续性优势。