郑州大学:丝状藻类及其磁性生物炭有效去除微塑料：性能和机理
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Effective removal of microplastics by filamentous algae and its magnetic biochar: performance and mechanism
Li Xinyang; Liu Wenjia; Zhang Jingshen; Wang Zhibin; Guo Zhiwei; Ali Jafar; Wang Lei; Yu Zhisheng; Zhang Xiru; Sun Yangzhao
Published：2024-04-26
DOI：10.1016/j.chemosphere.2024.142152
研究背景
在城市水系中，近年来，丝状藻类水华和微塑料（MPs）污染已成为两个主要的生态和环境问题。这两个问题的存在引发了人们对如何解决它们的思考，因此，本研究致力于探索新鲜丝状藻类对MPs的吸附能力，并成功通过水热法合成了载有Fe3O4的磁性丝状藻类生物炭，旨在从水中去除MPs。
研究内容
研究采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）等方法对磁性丝状藻类生物炭进行了表征。实验探索了MPs在磁性丝状藻类生物炭上的吸附动力学、吸附等温线和最佳pH值，以探讨其吸附机制。研究评估了吸附动力学和吸附等温线模型，并通过残差平方和贝叶斯信息准则确定了适当模型的选择标准。显微镜图像显示，新鲜丝状藻类可以通过纠结、粘附和包裹等方式与MPs相互作用。丝状藻类样品中MPs的平均负载量为14.1 ± 5个/g干重。聚苯乙烯MPs（PS-MPs）在原生物炭（A500）和载有Fe3O4的磁性生物炭（M2A500）上的理论最大吸附容量分别为176.99 mg/g和215.58 mg/g。吸附剂材料具有更好的再利用性，因为它们可以重复使用多达五次。总的来说，这些发现为利用丝状藻类进行河流MPs污染原位修复提供了新的见解，同时为藻类废弃物的回收提供了可行的策略。
研究意义
这项研究的创新之处在于发现利用丝状藻类和磁性生物炭去除MPs的有效性，并深入探讨了吸附机制。这不仅有助于解决城市水系中的生态和环境问题，还为废弃藻类资源的再利用提供了有益的启示。通过本研究，人们可以更好地了解如何利用自然资源解决当下的环境挑战，促进水环境的改善与保护。
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