沈阳药科大学无涯创新学院Huishuang Li等–新兴吸附剂海藻酸钠氧化石墨烯复合材料在废水处理中的应用

近年来，工业废水、石油泄漏和大量抗生素的使用造成了严重的水污染和水资源短缺。海藻酸钠(SA)和氧化石墨烯(GO)复合材料在污染物处理领域受到越来越多的关注。该复合材料具有优异的力学性能，可以支撑疏松多孔的结构，解决了传统吸附剂难以回收和容易产生二次污染的问题。本文综述了SA/GO复合材料作为吸附剂对重金属离子(HIMs)、抗生素、染料和溢油的吸附能力与其他吸附剂的比较。同时，还介绍了吸附剂对不同污染物的吸附机理。此外，还分析了吸附剂初始投加量、污染物初始浓度、温度、pH、离子强度等因素对吸附过程的影响。最后，指出了SA/GO复合材料在废水处理中的挑战和前景。

图1. 各种污染物对人类和其他生物的主要危害示意图。

图2. SA/GO复合材料在污水处理中的示意图。

图3. 含氧化石墨烯的SA基水凝胶(a-c)和不含氧化石墨烯的SA基水凝胶(d-f)在外力作用下的状态变化前后对比。

图4. (a)罗丹明B (RhB)的单层吸附容量(Qm)与氧化石墨烯氧化程度(rGO＜GNP＜GO＜GO-Lys)的函数关系，以O/C比表示。(b) Alg – GO和Alg-rGO微球示意图。(c)不同氧化程度的复合微球(Alg-GO, Alg-rGO)的SEM截面图。

图5. (a) Ca-G/M和Sr-G/M孔隙形成机理示意图。(b) Sr-G/M对Cu²⁺的选择性生产效率。(c)四种水合离子的构型和水合半径。(d) Sr-G/M对四种水合离子的选择性吸附图。

图6. 某些污染物的吸附机理示意图。(a) GSC通过静电吸附去除Cu²⁺。(b) CMC/SA/GO@Fe₃O₄凝胶珠通过螯合作用吸附Pb²⁺。

图7. 离子交换吸附某些污染物的机理示意图。(a)MSAL和吸附Pb²⁺后MSAL的XPS光谱。(b) zeta电位随pH值变化图[110]。(c) pH为5时Pb²⁺批量吸附实验前后溶液中主要离子的绝对离子浓度。(d) pH为5时，其他竞争离子存在时MSAL对Pb²⁺的选择性。

图8. 木质素、GO和SA之间的协同效应。(a)超疏水气凝胶膜的制备工艺。(b)超疏水气凝胶膜分离油水混合物示意图。

相关研究成果由沈阳药科大学无涯创新学院Huishuang Li等人于2024年发表在Journal of Water Process Engineering (https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2024.105100 )上。

原文：Emerging adsorbents: Applications of sodium alginate/graphene oxide composite materials in wastewater treatment