烟台海岸带所揭示壳聚糖类吸附剂对苯氧羧酸类除草剂去除机制
除草剂作为一种专门用于控制或消灭杂草的化学药剂,在农业生产中发挥着不可或缺的作用。然而除草剂的大量使用会造成土壤和地表水污染,对生态环境造成不良影响。中国科学院烟台海岸带研究所海岸带植物化学与产品工程研究组(衣悦涛研究团队)基于前期研究基础,以来源于水产品加工的固体废弃物壳聚糖为原料,发展了针对水环境中苯氧羧酸类除草剂的壳聚糖类吸附剂,实现了水中多种苯氧羧酸类除草剂的高效吸附脱除。
本研究利用壳聚糖类吸附剂中氨基对阴离子性污染物的吸附作用,通过化学修饰在壳聚糖上引入大量氨基基团,再通过交联制备多孔壳聚糖吸附剂。吸附剂中乙基氨基在丰富壳聚糖表面正电荷的同时,可以促使交联反应更加高效,形成更为丰富的空隙结构,从而实现对苯氧羧酸类除草剂的高效吸附脱除。
图1 吸附剂的制备及结构示意图
研究中选取多种苯氧羧酸类除草作为处理对象,并进行了浓度和温度的条件实验(图2)。结果表明,交联氨基壳聚糖对多种不同浓度的苯氧羧酸类除草剂均有较高的吸附能力。此外,研究发现低温有利于吸附进行,表明该类吸附剂无需加热即可直接应用于常温环境下的水处理。
图2 吸附剂对多种苯氧羧酸类除草剂的吸附性能
该研究以氨基壳聚糖为基础制备了多孔壳聚糖吸附剂,取得了水中苯氧羧酸类除草剂的高效吸附脱除效果,提高了水产品的利用率,并实现水产品废弃物的高值化利用。研究成果发表于国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》。文章第一作者和通讯作者是烟台海岸带所李青副研究员。该研究工作得到山东省自然科学基金和山东省高校青年创新团队项目的支持。
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