西北民族大學生物醫學研究中心生物制藥與材料工程創新團隊在國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(1區TOP期刊)在線發表了題為“Precisely controlled electrostatically sprayed sodium alginate/carboxymethyl chitosan hydrogel microbeads as super-adsorbent for adsorption of cationic dye”的研究論文。這項研究創新性地使用靜電噴霧技術開發了具有高效陽離子染料吸附能力的海藻酸鈉/羧甲基殼聚糖(SA/CMCS)水凝膠微珠。
工業生產中染料廢水的處理因其高毒性和難以降解的特性而面臨巨大挑戰。本研究提出了一種綠色高效的解決方案,通過靜電噴霧技術在不同電壓條件下(0.0 kV至13.0 kV)制備出粒徑可控的水凝膠微珠。研究結果顯示,當電壓達到13.0 kV時,制備的微珠(SC-400)直徑縮小至400 ± 15 μm,相比初始直徑2000 ± 121 μm的微珠(SC-2000),其最大吸附容量提高了三倍,達到840.3 mg/g。
該水凝膠微珠通過海藻酸鈉與羧甲基殼聚糖在酸性條件下形成的氫鍵網絡實現物理交聯,具有優異的比表面積和孔體積。研究表明,其對陽離子染料(如亞甲基藍,MB)的吸附能力顯著受到pH值和離子強度的影響。SC-400微珠在堿性條件(pH 9.0)下表現出最高的吸附效率(96%),其快速的吸附速率和穩定的吸附性能為未來的染料和有毒金屬去除應用提供了新思路,也進一步推動了靜電噴霧技術在環保領域的應用發展。

團隊碩士研究生李新鵬與馬來西亞國立大學博士(交換生)Tiang Mingfoong為論文共同第一作者,丁功濤副教授為通訊作者。該研究得到了西北民族大學中央高校基本科研業務費項目(31920240064)資助。