螺旋藻/羧甲基纤维素/氧化锌复合生物吸附剂的绿色可重复使用性研究：孔雀石绿与刚果红双染体系的高效去除

本文推荐：研究团队通过共沉淀法合成SPA/CMC/ZnO新型生物吸附剂，采用FT-IR、XRD等表征技术证实其结构特性，结合Box-Behnken设计（BBD）优化条件实现MG（99.4%）和CR（99.8%）高效同步去除。该材料符合Langmuir模型（单体系104 mg/g MG，80 mg/g CR），兼具热/盐稳定性及6次循环使用能力（%RSD<3.5%），为苛刻环境下染料污染治理提供绿色解决方案。

　　

亮点

本研究首次通过共沉淀法将螺旋藻(SPA)、羧甲基纤维素(CMC)与氧化锌(ZnO)纳米颗粒复合，构建出具有多重活性位点的绿色生物吸附剂，其协同作用显著提升了对工业常见染料孔雀石绿(MG)和刚果红(CR)的捕获能力。

材料与方法

仪器

采用Perkin Elmer红外光谱仪（400-4000 cm^?1）分析官能团，Philips X射线衍射仪（Cu靶，λ=0.154056 nm）表征晶体结构，热重分析仪(TGA)评估热稳定性，场发射扫描电镜(FE-SEM)观测微观形貌。

SPA/CMC/ZnO生物吸附剂表征

如图1所示，ZnO纳米颗粒首先通过共沉淀法制备，再与藻类生物质和CMC复合。FT-IR谱图（图2）显示：910 cm^?1和500 cm^?1以下为Zn-O特征峰（图2a），藻类羟基/氨基峰（图2c）与CMC羧基峰（图2b）在复合后发生位移，证实三者成功交联。XRD图谱中ZnO的六方纤锌矿特征峰（2θ=36.2°）清晰可见，元素映射显示Zn、C、O均匀分布，验证材料均一性。

结论

该生物吸附剂在二元染料体系中展现出超高效去除率（MG 99.4%，CR 99.8%），其吸附行为符合伪二级动力学模型，且经6次再生后性能保持率>95%。Lewis酸性位点与生物聚合物功能团的协同作用，使其在高温/高盐环境下仍保持优异稳定性，为工业废水处理提供可持续技术路径。