利用姜黄果叶提取物介导的Fe2O3纳米颗粒实现砷(III)的可持续吸附去除、再生方法及实际水样评估

《Scientific Reports》：Sustainable adsorptive removal of As (III) using Garcinia xanthochymus leaf extract mediated Fe2O3 nanoparticles, regeneration and real water assessment

　　

摘要

Garcinia xanthochymus叶提取物被用于合成Fe₂O₃纳米颗粒（GX-Fe₂O₃ NPs），该颗粒可用于吸附砷(III)。通过BET分析，其孔容和表面积分别为0.2923立方厘米/克和125.7平方米/克。XRD分析表明该样品具有结晶性，平均晶粒尺寸为25.47纳米，晶格参数为a=5.03埃，c=13.93埃。FTIR分析确认了表面功能基团的存在，FESEM图像则显示出了多孔结构。EDS和XPS分析分别确定了元素的组成以及砷(III)的吸附情况，其特征结合能为44.63电子伏特。批量吸附实验表明，最佳吸附条件为pH值10，添加剂量0.5克/升，初始浓度4毫克/升，温度30摄氏度，在180分钟的平衡时间内可实现71.9%的吸附效率。吸附动力学符合PSO模型，而弗罗因德利希等温线是最合适的拟合模型，说明吸附过程发生在多相表面上且为多层吸附。采用朗缪尔等温线模型计算得出q_m值为11.12毫克/克，热力学分析则证实了该吸附过程的自发性和吸热性质。再生实验显示，该吸附剂在经过五次循环后仍能保持良好的使用性能，而且在不同类型的水体中也都表现出良好的吸附效果。因此，GX-Fe₂O₃ NPs作为一种绿色吸附剂，具有高效的砷(III)吸附能力，同时也具备可持续使用的优势。