用于高效去除水中亚甲蓝的生物基磁性Fe3O4/SiO2@SA复合微球

《Materials Today Communications》：Bio-based magnetic Fe3O4/SiO2@SA composite beads for efficient removal of methylene blue from water

　　

Jia Li|Mohd Ridhwan Adam|Kydyr Askaruly|Alzhan Baimenov|Zhexenbek Toktarbay|Jechan Lee|Seitkhan Azat

摘要

染料废水污染已成为威胁水生生态系统和人类健康的重大环境问题。为实现有机染料（如亚甲蓝）的绿色高效去除，研究人员在温和条件下，无需高压、高反应温度或有毒化学物质，通过HCl辅助的SiO?提取、共沉淀和离子交联方法制备了生物基磁性复合颗粒（Fe?O?/SiO?@SA）。通过批量吸附实验研究了该复合颗粒对亚甲蓝的吸附性能及机制。实验结果表明，在优化后的吸附条件下（25℃、pH 9、初始亚甲蓝浓度100毫克/升、溶液体积20毫升、吸附剂用量10毫克），该复合颗粒的亚甲蓝去除率可达91.75%。与Fe?O?和Fe?O?/SiO?粉末相比，其吸附容量更高，为183.77毫克/克。实验还证实了这种吸附属于物理吸附和单层吸附现象，该复合颗粒对亚甲蓝的最佳吸附容量为925.77毫克/克。此外，借助外部磁场，该复合颗粒可实现快速高效的固液分离，且具有出色的重复使用性。经过六次吸附-解吸循环后，其去除效率仍保持在80.1%，在河水中的去除效率则为81.1%。Fe?O?/SiO?@SA复合颗粒具备优异的吸附能力、快速的磁分离性能以及良好的重复使用性，为染料废水处理提供了可持续的解决方案。这项研究为开发低成本、可回收、环保型的吸附剂提供了新的思路和实验依据。