基于黄蓍胶的接枝共聚物水凝胶开发及其对废水中染料的吸附去除研究

本研究针对工业废水中染料污染问题，开发了一种基于黄蓍胶（GT）的多糖接枝共聚物水凝胶。通过微波介导的自由基聚合反应，将丙烯酰胺（AAm）和衣康酸（ITA）共聚于GT骨架上，并以亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂构建三维网络结构。该水凝胶在pH 9.0时溶胀率最高，吸附实验显示其对亚甲基蓝（MB）、结晶紫（CV）、甲苯胺蓝（TB）和靛蓝胭脂红（IC）的吸附容量分别为312.5、333.3、357.14和232.55 mg·g?1，吸附过程符合Freundlich模型和伪二级动力学模型，且具备可重复使用性，为染料废水处理提供了高效环保的解决方案。

　　

本研究开发了一种基于多糖黄蓍胶（gum tragacanth, GT）的接枝共聚物水凝胶，用于高效吸附废水中的染料污染物。通过微波介导的自由基聚合技术，将丙烯酰胺（acrylamide, AAm）和衣康酸（itaconic acid, ITA）共聚到GT骨架上，并以亚甲基双丙烯酰胺（methylene-bis-acrylamide, MBA）作为交联剂，成功构建了三维网络结构。利用光谱学、物理学和形态学表征技术对水凝胶结构进行了系统分析。溶胀实验表明，该材料在pH 9.0时溶胀率最高，在pH 1.2时最低，呈现明显的pH响应特性。溶胀动力学符合伪二级模型，扩散指数小于0.5，表明其扩散行为偏离Fickian机制。

在染料吸附实验中，该水凝胶对阳离子染料亚甲基蓝（methylene blue, MB）、结晶紫（crystal violet, CV）、甲苯胺蓝（toluidine blue, TB）以及阴离子染料靛蓝胭脂红（indigo carmine, IC）均表现出显著吸附能力，吸附容量分别为312.5、333.3、357.14和232.55 mg·g^?1。吸附等温线符合Freundlich模型，动力学分析表明吸附过程遵循伪二级动力学模型。热力学研究进一步揭示吸附为吸热且自发的过程。氢键和静电相互作用被确定为染料吸附的主要机制。

通过三次吸附-脱附循环实验，验证了材料具有良好的可重复使用性，表明其在多周期废水处理中具备实际应用潜力。该研究为开发高效、环保的染料吸附材料提供了重要技术路径。