再也不用擔心甲基橙和亞甲基藍的汙染!?

     隨著工業化進程的加快，環境汙染問題日益嚴重。尤其是水汙染，由於時間長、危害大，逐漸引起公眾的關注。紡織、油漆、食品等行業的染料廢水是汙染最嚴重的工業廢水之一。據報導，大約10%-15%的合成染料在生產和使用過程中消失，其中近五分之一流入工業廢水。染料廢水具有毒性和致癌性，會影響環境安全、全球生態系統和人類健康。因此，如何去除廢水中的染料受到越來越多的關注。為此，人們採用了不同的生化和物理化學處理方法。其中，吸附法因其簡單有效而被認為是最有前途的廢水處理方法，目前已有多種類型的吸附材料用於工業廢水的處理。染料的多組分在實際廢水系統中普遍存在，不同染料之間可能會發生相互作用。然而，具有選擇性染料吸附能力的吸附物質應用較少。因此，開發低成本的特定染料選擇性吸附劑仍然是非常必要的。

     近年來，以大量廉價的生物質廢棄物為吸附劑，經水熱碳化製備的水熱碳已成為處理印染廢水的一種潛在選擇。然而，由於其表面含有負官能團(如羥基和羧酸基)，由於靜電斥力，不利於吸附陰離子染料，因此其對陰離子染料的加氫吸附能力相對較低。在我們之前的工作中，通過醚化、胺化和質子化反應製備了富含質子胺、羧酸和羥基的水熱碳，在較寬的pH範圍內對甲基橙(MO)表現出良好的吸附能力。由於質子化胺修飾水熱碳(PAMH)的表面在不同的pH值下呈現正電荷或負電荷，是否有可能通過靜電相互作用通過控制特定的pH來選擇性地去除二元混合物中的負電荷或正電荷染料？此外，在吸附之後，用傳統的吸附分離技術，如過濾或離心，很難從處理後的廢水中分離出碳基吸附劑。近年來，負載Fe3O4的吸附劑得到了廣泛的發展，因為磁性材料的易分離和簡單的操作使得整個吸附過程更加經濟有效。

     在本研究中，我們合成了負載Fe3O4的PAMH(Fe3O4-PAMH)，作為一種結合了易相分離和高選擇性吸附能力的高效吸附劑，可以消除帶正負電荷的染料。用多種技術對Fe3O4-PAMH進行了觀察。Fe3O4-PAMH富含表面羥基、羧基和氨基。在鹼性條件下，酚羥基和羧基很容易轉化為酚基和羧酸，Fe3O4-PAMH表面帶負電荷，容易通過靜電作用吸附陽離子。此外，帶正電的質子化胺在酸性條件下存在於其表面，然後吸附陰離子。因此，只需簡單地控制pH值，就可以實現陰離子MO或陽離子亞甲基藍(MB)對Fe3O4-PAMH的選擇性吸附。