DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.118075

天然多糖是制备高效水修复环保型生物吸附剂的重要材料。然而，在不同pH条件下具有较高稳定性和较强吸附能力，同时兼具低成本、环保、可回收利用等特点的吸附剂还十分匮乏。在此，研究者通过冷冻干燥壳聚糖（CS）/海藻酸钠（SA）复合物（CSA）制备了离子交联多孔生物泡沫。采用FTIR和XRD对生物吸附剂的结构进行了表征。SEM观察表明，吸附剂具有3D互连的多孔结构，这是染料吸附的有利形态。CSA及其含有15wt％纤维素纳米纤维的纳米复合材料（CSAC15）表现出快速有效的吸附性能，其吸附铬黑-T（EBT）阴离子染料的qm值分别为2015和2297µmg/g，这在目前文献所提及的EBT吸附剂中是比较突出的。CSAC15在各种pH溶液中均能保持其稳定性和高吸附能力。该生物吸附剂对EBT的吸附符合拟二级动力学和Freundlich等温线模型。本研究所提及的CSAC15生物吸附剂在五个吸附循环后仍具有重复去除染料的能力。

图1.（a）CSAC15、CSA和纯纤维素纳米纤维以及（b）EBT吸附CSAC15、CSAC15和EBT的FT-IR光谱比较。

图2.（a）不含SDS的冻干CSA，（b）含SDS的冻干CSA和（c）含SDS的冻干CSAC15在不同放大倍数下的横截面SEM显微照片和孔径分布。

图3.在各种pH溶液中，（a）CSA和（b）CSAC15生物吸附剂的染料去除效率与时间的关系，以及（c）样品ΔpH与初始pH的关系（吸附剂用量=2.5mg/L，C0=50mg/L，T=27℃）。

图4.在不同的初始EBT含量（pH=3，吸附剂用量=2.5mg/L，T=27℃）下，（a，c）CSA和（b，d）CSAC15生物吸附剂上的EBT吸附动力学。

图5.EBT在（a）CSA和（b）CSAC15生物吸附剂上吸附的粒子内扩散动力学。

图6.EBT在（a）CSA和（b）CSAC15上的平衡态吸附（生物吸附剂用量=2.5mg/L，T=27°C，pH=3）。

图7.（a）不同解吸剂对CSAC15生物吸附剂解吸EBT的影响，以及（b）五个循环期间EBT在CSAC15上的吸附/解吸性能。