温敏性丙烯酸酯共聚物增强碳钢耐腐蚀性：自修复机制与分子动力学的实验及模拟研究

本文通过电化学方法成功合成具有花状纳米结构的MgO纳米颗粒（MO NPs），并系统评估其对孔雀石绿染料的高效吸附性能（最大吸附容量达2000 mg·g-1）。研究结合XRD、FTIR、FESEM/HRTEM等表征手段，证实其单层吸附（Langmuir模型）及伪二级动力学机制，为绿色水处理材料开发提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过恒电流电化学沉淀法结合煅烧工艺，成功制备出具有花状纳米结构的介孔氧化镁（MgO）纳米颗粒，其平均粒径≤50 nm。氮气吸附-脱附等温线和孔径分布分析明确证实其介孔特性。在优化条件（0.004 g MgO添加至20 mL浓度为100 mg·dm^-3的孔雀石绿溶液，接触时间45分钟）下，吸附容量高达2000 mg·g^-1。吸附等温线分析表明Langmuir模型优于Freundlich模型，提示为单层吸附机制。动力学研究遵循伪二级模型，且颗粒内扩散在吸附过程中起重要作用。

Materials

所有试剂均为分析级。研究采用不锈钢（SS-316）、氧化铱涂层钛板（IrO₂-Ti）和聚丙烯隔膜作为基底。电解液制备使用六水合硝酸镁（Mg(NO₃)₂·6H₂O）、硫酸（H₂SO₄）和氨水（NH₃）。孔雀石绿染料（C₂₃H₂₅ClN₂）用于吸附实验。

Galvanostatic electrochemical precipitation

如先前报道[59]，低浓度钴硝酸盐（5×10^-3 M）在恒电流密度5 A·m^-2下可沉积氢氧化钴薄膜。硝酸根离子在金属氢氧化物的电化学沉淀中起关键作用：在恒定电压（E⁰=0.11 V）下，硝酸根离子被还原生成羟基离子（OH^-），促使阴极界面pH值升高，进而沉淀金属氢氧化物。本研究以镁硝酸盐为电解液，通过类似机制沉淀氢氧化镁，后经煅烧转化为MgO纳米颗粒。

Conclusion

无需表面活性剂或模板，通过电化学沉淀-煅烧两步法成功合成花状/方形纳米氧化镁颗粒。该材料对孔雀石绿染料展现出卓越吸附性能，其过程符合Langmuir等温线和伪二级动力学模型，为工业级水净化提供了高效、环保的解决方案。