聚合物功能化咖啡渣基多孔碳材料的合成及其高效染料吸附性能研究

本文推荐：研究者通过将3-磺丙基甲基丙烯酸钾盐接枝到咖啡渣衍生活性炭(SCAC)上，开发了一种可持续聚合物功能化吸附剂(SCAC-g-PSPA)。表征(SEM/XRD/FTIR/BET等)证实其表面功能化成功，聚合物负载量达8.5 wt%，对亚甲基蓝(MB)吸附容量高达430.64 mg/g。机理研究表明静电吸引和n-π相互作用驱动吸附过程，且材料经5次循环仍保持90%效率，为废水处理提供了经济环保的解决方案。

　　

亮点

这项研究通过将废弃咖啡渣转化为高性能吸附剂，实现了"变废为宝"的绿色化学理念。功能化后的材料就像给活性炭装上了"分子磁铁"，能精准捕获废水中的染料分子。

材料表征

扫描电镜(SEM)图像显示材料具有蜂巢状多孔结构，X射线衍射(XRD)证实其石墨化程度提高。红外光谱(FTIR)在1160 cm^-1处出现新的S=O特征峰，就像材料的"分子指纹"证明了磺酸基的成功引入。比表面积(BET)测试显示功能化后材料仍保持高达980 m²/g的比表面积，相当于一个足球场大小的吸附面积被压缩到1克材料中！

吸附机理

吸附过程就像一场分子间的"舞蹈"：带负电的磺酸基(-SO₃^-)通过静电吸引捕获带正电的亚甲基蓝(MB⁺)，同时材料表面的芳香环像"分子魔术贴"一样通过n-π相互作用牢牢抓住染料分子中的共轭结构。

结论

这种"咖啡渣变身记"制备的SCAC-g-PSPA材料，不仅吸附性能优异，还像"分子海绵"一样经得起反复挤压——5次循环后仍保持90%以上的吸附效率，真正实现了高性能与可持续性的完美结合。