Studie über die Leistung und Mechanismen der Adsorption von kationischen Farbstoffen in einem weiten pH-Bereich in einem porösen Polymer auf Indol-Basis.

Zi-qi Wu ,  

Ye-wei Xu ,  

Min Zheng ,  

Yang-qing Mao ,  

Jia-li Zhu ,  

Chun-yan Yang ,  

Bing Zhao ,  

Ming-ru Zhou ,  

Shu-en Liang ,  

Guan-jun Chang ,  

摘要

Aufgrund des zunehmenden Problems der Wasserverschmutzung durch kationische Farbstoffe zielt diese Studie darauf ab, einen effektiven Adsorptionsmittel zur Bewältigung dieser Herausforderung zu entwickeln. Unter Verwendung einer Ein-Schritt-Strategie wurde ein poröses organisches Polymer (PDIM), funktionalisiert mit methylindol, aus 3,3'-Diindolylmethan als Rohstoff hergestellt. Methylblau (MB) wurde als typischer kationischer Farbstoff ausgewählt, um seine Adsorptionsleistung und Mechanismen im porösen Polymer systematisch zu untersuchen. Im Vergleich zu den Eigenschaften vorhandener Materialien zeigt PDIM eine außergewöhnliche Adsorptionskapazität für MB im pH-Bereich von 2-12, mit einer maximalen Adsorptionskapazität von 621,92 mg/g, die in nur 30 Minuten 87% der maximalen Adsorptionskapazität erreichen kann, und ein Gleichgewicht in 80 Minuten erreicht. Gleichzeitig zeigt PDIM eine ausgezeichnete selektive Adsorptionskapazität für MB und bleibt stabil bei gleichzeitigem Vorhandensein von mehreren ionischen Störungen. Darüber hinaus weist PDIM auch eine gute Wiederverwendbarkeit auf. Die Untersuchung des Adsorptionsmechanismus zeigte, dass die Adsorption von MB an PDIM hauptsächlich von der Kationen-π-Wechselwirkung und der π-π-Wechselwirkung abhängt, wobei die Einführung der Methylfunktion die nicht-kovalente Wechselwirkung zwischen PDIM und MB effektiv verstärkt. Darüber hinaus zeigt PDIM auch eine außergewöhnliche Adsorptionskapazität für andere kationische Farbstoffe in einem weiten pH-Bereich, was auf sein breites Anwendungspotenzial im Kampf gegen die Verschmutzung durch kationische Farbstoffe hinweist.

关键词

Poröses Polymer auf Indol-Basis; Methyl; Adsorption; Weites pH-Bereich; Kationen-π-Wechselwirkung; π-π-Wechselwirkung

阅读全文