武漢理工大學宋少先教授、趙雲良副教授團隊:羧甲基纖維素-殼聚糖-蒙脫土納米片複合水凝膠的合成及其在染料廢水處理中的應用

2021-02-23 食品加 智食科技

吸附法是一種操作成本低、設計簡單多樣、效率高的汙水處理方法。目前，常用的吸附劑有多孔沸石、層狀粘土和金屬有機骨架等。然而，為了實現低成本、高效、環保和可循環利用的吸附效果，越來越多的研究集中於新型吸附劑的設計。

天然多糖聚合物如纖維素，因其生態友好、價格低廉、吸附性能好、可再生及易獲取等優點引起人們的廣泛關注。但由於纖維素的穩定性和機械強度較差而限制其應用。研究發現，纖維素與無機納米粒子結合可以形成機械強度好的多功能化合物。蒙脫土是一種層狀粘土礦物，由於其陽離子交換能力強，層間距可調，被廣泛用作吸附劑。通過剝離技術可以將蒙脫石剝離成單層或多層的納米薄片，充分暴露吸附位點，提高吸附性能。被剝離蒙脫土納米片具有各向異性、官能團豐富、尺寸小、表面能高等優勢，使其可以充分分散在纖維素基質中，形成複合納米吸附材料。

近日，武漢理工大學資源與環境工程學院宋少先教授、趙雲良副教授團隊將蒙脫土引入羧甲基纖維素-殼聚糖體系中，合成結構穩定、處理廢水染料能力強的多孔水凝膠吸附材料，實現了多糖聚合物在材料設計和廢水處理中的應用推廣。相關成果以Synthesis of carboxymethyl cellulose-chitosan-montmorillonite nanosheets composite hydrogel for dye effluent remediation為題，發表在國際期刊International Journal of Biological Macromolecules上。

（點擊左下角閱讀原文，直達文獻頁面）。

相關焦點

  • 湖北工業大學陳小強教授等在FH期刊合成羧甲基纖維素/陽離子型殼聚糖複合物來穩定包封薑黃素Pickering乳液」
    陳小強教授為通訊作者，Xiangwei Zhu為第一作者。羧甲基纖維素(CMC) 作為一種經濟型且容易獲得的纖維素衍生物，可以在水中電離，從而可以在一些電荷相關的界面應用中使用。然而，相對其他化學上功能化纖維素衍生物例如纖維素納米晶體，CMC基O/W乳液的開發還未見報導。
  • AFM:刺激響應性納米材料複合水凝膠|複合水凝膠|納米|水凝膠|納米...
    Mano教授團隊在Advanced Functional Materials上發表了題為「Stimuli‐Responsive Nanocomposite Hydrogels for Biomedical Applications」的綜述文章，歸納總結了在構建應用導向的複雜智能系統的過程中
  • AFM:刺激響應性納米材料複合水凝膠
    Mano教授團隊在Advanced Functional Materials上發表了題為「Stimuli‐Responsive Nanocomposite Hydrogels for Biomedical Applications」的綜述文章，歸納總結了在構建應用導向的複雜智能系統的過程中
  • 《綠色化學·綜述》生物分子合納米複合水凝膠用於止血和傷口癒合
    探索了納米複合水凝膠製劑的傳統化學和物理方法以及對環境的影響。系統地綜述了使用生物啟發方法製備納米複合水凝膠製劑的最新生物製備策略，並且也強調了與生物製備納米複合水凝膠在止血和傷口癒合應用中有關的最新進展。還討論了納米複合水凝膠的未來前景。本文深入探討了生態友好型生物啟發性策略的進展，該策略可用於止血和傷口癒合應用的納米複合水凝膠的生物加工。
  • 山東東阿金華鋼鐵:染料廢水處理技術應用
    山東聊城東阿金華鋼鐵公司：環境汙染中染料廢水處理技術應用　　1  物理法　　1.1 吸附法　　吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水接觸，利用吸附劑表面活性，將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附並濃集於其表面，達到淨化水的目的。
  • 鄭大左其亭/新型殼聚糖-釩鈦磁鐵礦複合材料​高效吸附有機染料
    近日，鄭州大學水利科學與工程學院左其亭教授、張偉副教授與韓國漢陽大學Ki-Hyun Kim教授合作，開發了一種新型殼聚糖-釩鈦磁鐵礦複合材料，並系統研究了其對陰離子染料剛果紅的吸附性能。引言 快速工業化促進了各種行業（例如造紙，塑料和紡織行業）中染料的消耗，導致其釋放到廢水中。由於染料的毒性，致癌性，誘變性和不可生物降解性，這些釋放會降低水質並破壞水生生態系統。因此，人們積極尋求從廢水中去除染料的高效技術。
  • 納米纖維素的改性及應用
    納米纖維素作為一種極具發展潛力的生物化學材料，它相比普通纖維素有機械強度高、比表面積大、高楊氏模量、親水性強等特點，具有廣闊的應用前景。綜述了近年來納米纖維素的研究進展，詳細闡述了納米纖維素的製備、改性的具體成果，並對其作為吸附劑處理廢水的各項成果進行了論述。
  • 微晶纖維素材料作為新型吸附劑在染料和重金屬去除方面的研究進展
    由於經濟上的可行性，工藝效率高和方法的適用性等特點，吸附是處理含各種汙染物廢水的最廣泛和有效的方法之一。活性炭具有大的表面積，高的孔隙率，耐用性和穩定性等優點，是從染料到重金屬以及廢水中其他汙染物的吸附文獻中最廣泛使用的吸附劑。然而，它仍然存在合成成本高和再生困難等問題，並阻礙了其在大規模廢水處理中的應用。
  • 納米纖維素及其在環保領域的應用
    北極星水處理網訊:納米纖維素（nanocellulose）是一種新型納米材料，來源於天然纖維素材料，包括樹木、棉花、秸稈、草類等等，經過化學和機械處理後製備形成。2007年，日本東京大學的Akira Isogai教授製備出直徑為4-5納米，長度高達500-1000納米的纖維素纖維，自此納米纖維素的製備及應用得到了長足發展，並逐漸走向產業化應用。
  • 磁性生物吸附劑在水處理中應用
    溶有0.2 g 殼聚糖的體積分數為5%的醋酸溶液, 懸浮液經超聲輻射並在加入戊二醛且機械攪拌後經乾燥得到磁性Fe3O4-殼聚糖納米微粒吸附劑｡該方法穩定性好,易於控制微球尺寸,適應反應環境的變化能力強,但跟共價結合法一樣,存在反應條件激烈,操作複雜,控制條件苛刻等缺點｡2 磁性生物吸附劑在水處理中的應用2.1 重金屬離子的去除重金屬是對生態環境危害極大的一類汙染物
  • 多重刺激響應性纖維素導電離子水凝膠驅動器;綜述:甲基丙烯酸化透明質酸和硫酸軟骨素的合成、性能及應用;
    然而，現有的對刺激響應性水凝膠的研究主要集中在單一刺激響應特性上，而沒有對多刺激響應性和多功能性進行研究。儘管有些工作涉及多功能性，但所製備的水凝膠是不相容的。本論文製備了一種彈性好、柔韌性好、導電性穩定的多刺激多功能水凝膠體系（羧甲基纖維素/聚丙烯酸丙烯醯胺）。製備的水凝膠不僅具有良好的人體運動檢測和生理信號響應能力，而且具有對環境溫度變化的響應能力。
  • 《先進材料》綜述：刺激響應性納米複合水凝膠在生物醫用領域應用
    Mano教授等人總結了目前關於納米複合水凝膠在生物醫用領域的研究進展，並從存在形式和應用兩方面概述了有不同響應性能的納米複合水凝膠的發展情況。複合體系的組裝方式通常分為四種：（1）水凝膠前驅液加在預組裝的NP懸浮液中進行交聯，使粒子在支架中預分布；（2）水凝膠交聯後原位形成NP；（3）水凝膠交聯後，預組裝的納米粒子向內擴散；（4）通過納米粒子作為基質/網絡交聯劑組裝的共依存水凝膠。
  • 基於Pickering乳液技術製備新穎的纖維素納米纖-聚合物複合氣凝膠
    該研究使用纖維素納米纖（CNF）穩定的Pickering乳液技術並結合冷凍乾燥法，簡便快速地製備結構新穎和性能優異的CNF/聚合物複合氣凝膠。該方法具有很好普適性，適用於各種油溶性聚合物以及功能小分子與CNF來構築複合氣凝膠，為纖維素氣凝膠複合化和功能化提供了新方法。
  • JMCA：納米複合導電水凝膠基柔性應力應變傳感器研究進展
    大量paper致力於納米複合水凝膠的設計，製備和應用。這篇綜述主要探討了：（1） 基於納米複合水凝膠的應變和壓力傳感器的最新研究進展，包括碳納米管基、氧化石墨烯基、MXene基、聚合物基和其他納米填料基的五種納米填料的水凝膠傳感器的設計策略，製備方法和應用。
  • 甲殼質及殼聚糖在紡織工業中的應用
    有正電荷，可以提高陰離子染料上染速率和固色率，對日曬牢度及水洗牢度有所改善。殼聚糖也可提高直接染料染色織物的皂洗牢度及汗漬牢度。並使織物具有滑爽光潔和挺括的外觀和手感。研究發現，用殼聚糖處理織物還可以提高染料的上染率，掩蓋染色過程中由於不成熟棉引起的疵布，有利於環境保護。真絲織物經殼聚糖處理後，上染率大大提高，與未經處理的真絲織物相比，可節省染料30％。
  • 羧甲基纖維素有哪些性質?
    羧甲基纖維素的性質是什麼？羧甲基纖維素也因它代替度的不同其性質隨之不同，代替度又名醚化度，即表示三個OH羥基中的H被CH2COONa取代的平均數。當纖維素環上的三個羥基具有0.4個羥基時，當纖維素基環上的三個羥基有0.4的羥基中的H被羧甲基代替時，就可在水中溶解了，此時稱0.4代替度或稱為中代替度（代替度0.4～1.2）。羧甲基纖維素的性質：（1）白色粉末狀（或粗大顆粒，纖維狀），無味，無害，易溶於水，形成透明粘稠狀，溶液為中性或弱鹼性，具有良好的分散和結合力。
  • 殼聚糖在活性染料染色中可減少鹽的工藝應用
    殼聚糖在活性染料染色中可減少鹽的工藝應用 2006-08-15 00:00:00 來源：全球紡織網   　　殼聚糖已被應用於染整加工中的一些領域，
  • 全自動電位滴定儀測定羧甲基纖維素鈉
    簡介羧甲基纖維素鈉，簡稱 CMC-Na，是葡萄糖聚合度為 100~2000 的纖維素衍生物。白色纖維狀或顆粒狀粉末。無臭、有吸溼性，溶於水，不溶於乙醇、乙醚和三聚甲烷。是當今世界上使用範圍最廣、用量最大的纖維素種類。
  • 先進功能材料：纖維素II氣凝膠摩擦納米發電機，實時檢測人體運動
    摩擦電納米發電機（TENG）可以將機械能轉換為電能。由於高功率密度，低成本，輕便和出色的可製造性，TENG在能源供應方面具有很大的希望。然而，TENG的原材料通常是不可再生和不可持續的合成聚合物。因此，以可再生天然聚合物為原料的TENG很有吸引力。纖維素是由通過β（1,4）-糖苷鍵連接的葡萄糖單元組成的線性聚合物具有許多優點，如可更新性、可持續性、生物相容性和生物降解性。