BPAC-SA复合微珠协同凤眼莲植物修复强化工业废水中Ni2+吸附：基于物联网实时监测的创新研究

本文创新性地将香蕉皮活性炭（BPAC）与海藻酸钠（SA）通过离子凝胶法复合，协同凤眼莲（Eichhornia crassipes）构建吸附-植物修复双效体系，实现了镍工业废水中Ni2+的高效去除（BPAC-SA吸附量达1393 mg/g，效率92.9%）。通过XRD、FTIR等多技术表征揭示了材料结构与吸附机制，并首次引入物联网（IoT）实时监测系统，为重金属污染治理提供了绿色可持续解决方案。

　　

Highlight

本研究展示了海藻酸钠（SA）与香蕉皮活性炭（BPAC）复合微珠协同凤眼莲（Eichhornia crassipes）的植物修复技术，作为可持续吸附剂用于镍工业废水中Ni²⁺的高效去除。SA微珠的吸附容量和去除效率分别达到1357 mg/g和90.5%，而BPAC-SA复合微珠进一步提升至1393 mg/g和92.9%。吸附后微珠的显著膨胀现象证实了污染物与材料间的强相互作用，尤其在BPAC-SA微珠中更为突出。

材料表征

通过X射线衍射（XRD）分析发现，材料从非晶态向晶态的轻微转变，证实了离子凝胶法成功将BPAC整合到SA基质中。BPAC-SA微珠呈现粗糙多孔形态，具有更高的比表面积和键合潜力。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示功能基团（如—OH、—CH、羰基和羧酸根）的位移，表明新键形成和强相互作用。

物联网实时监测

采用物联网（IoT）设备成功实现并验证了吸附动力学和过程效率的实时监控，为污染治理提供了动态数据支持。

结论

研究证实SA与香蕉皮可作为镍工业废水中Ni²⁺的高效吸附剂。BPAC-SA微珠的平衡吸附量（q_e）达1393 mg/g，效率92.9%。微珠直径在吸附后显著变化（SA微珠从0.16±0.001 cm增至0.28±0.002 cm；BPAC-SA微珠从0.28±0.01 cm增至0.30±0.006 cm），揭示了材料与污染物的深度相互作用机制。