含有生物炭和膨润土的聚（酯酰胺聚氨酯）纳米复合材料在环境修复中的应用

《Macromolecular Chemistry and Physics》：Poly(ester amide urethane) Nanocomposites with Biochar and Bentonite Clay for Environmental Remediation

生物炭经环氧氯丙烷和三乙胺改性后与聚酯酰胺脲基体及蒙脱土纳米片复合制备纳米复合材料，其机械性能提升160%，热稳定性提高至84.56°C，同时具有高效吸附Pb(II)、Zn(II)、Cu(II)离子能力（去除率80.38%-70.80%），并展现五次循环再生潜力。

　　

摘要

本研究探讨了从硫酸盐法制木质素合成生物炭的方法，随后将其用环氧氯丙烷和三乙胺进行改性，并将其与聚（酯酰胺脲）基质以及膨润土纳米颗粒结合，通过一种可行的方法制备出聚合物纳米复合材料。所得到的纳米复合材料表现出优异的机械性能：其韧性达到87.45 MJ/m3，拉伸强度比原始的聚（酯酰胺脲）基质提高了160%。此外，热性能也得到了显著改善，纳米复合材料的玻璃化转变温度（T?）达到了84.56°C，表明其具有更好的热稳定性。值得注意的是，该纳米复合材料还具有天然的生物降解性，进一步增强了其环境可持续性。除了机械和热性能外，该纳米复合材料还表现出优异的吸附性能，能够有效去除水溶液中的重金属离子，如Pb(II)、Zn(II)和Cu(II)，去除效率分别为80.38%、76.06%和70.80%。动力学分析表明，吸附过程遵循准二级（PSO）模型，而朗缪尔吸附等温线为吸附行为提供了理论依据。该纳米复合材料在经过五次循环使用后仍能保持良好的再生性能，进一步证明了其作为吸附剂的经济可行性和长期可持续性。本研究突显了基于生物炭的聚合物纳米复合材料在提升材料性能和环境修复应用方面的巨大潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。