基于硫醇-烯点击化学的新型海藻酸盐吸附剂：染料与抗生素的协同吸附机制研究

本文推荐：研究通过硫醇-烯点击反应（thiol-ene click）模块化合成新型海藻酸盐吸附剂（SA-Cys-PAA），其对亚甲基蓝（MB）和环丙沙星（CIP）的最大吸附容量分别达488.50 mg·g?1和206.08 mg·g?1。吸附过程符合伪二级动力学（MB）和Freundlich等温模型，DFT计算揭示氢键、π-π作用和静电协同驱动吸附，为绿色吸附剂设计提供新思路。

　　

Highlight

本研究通过紫外光介导的硫醇-烯点击反应（无需金属催化），将丙烯酸（AA）共价接枝到半胱氨酸（Cys）修饰的海藻酸盐（SA）骨架上，成功构建了多功能吸附剂SA-Cys-PAA。其表面丰富的羧基和动态硫醚键（C-S-C）如同“分子魔术贴”，实现了对MB和CIP的高效捕获。

Results and discussion

1. 吸附性能

SA-Cys-PAA在pH 10对MB的去除率达97.70%（吸附量488.50 mg·g^?1），pH 4时对CIP吸附量达206.08 mg·g^?1。二元体系中，CIP吸附量因MB的“搭便车效应”显著提升，而MB吸附不受干扰。

2. 机制解析

密度泛函理论（DFT）计算显示：

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  MB与吸附剂的结合能（E_ads）为-6.27 kcal·mol^?1，主要靠静电吸引和π-π堆叠

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  CIP（E_ads=-2.02 kcal·mol^?1）通过羧基氢键和氟原子孤对电子形成稳定复合物

Conclusion

该工作像“分子乐高”般模块化构建吸附剂，为处理复合污染物提供了“一石二鸟”的绿色方案，其协同吸附机制为设计智能环境材料开辟新路径。