Ferrous ion-induced cellulose nanocrystals/alginate bio-based hydrogel for high efficiency tetracycline removal

吸附 螯合作用 氢键 化学 化学工程 纤维素 铁质 复合数 四环素 无机化学 分子 材料科学 有机化学 复合材料 抗生素 工程类 生物化学
作者
Luna Tie,Wei‐xian Zhang,Zilong Deng
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier]
卷期号:328: 125024-125024 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2023.125024
摘要

The complex synthesis process, high cost, toxicity and difficult separation of traditional adsorbents have limited their application for the removal of emerging organic contaminants (EOCs) from the aquatic environment. A completely bio-based alginate reinforced with cellulose nanocrystals hydrogel via Fe2+ cross-linking (CNC/Alg-Fe2+), was successfully fabricated as an effective adsorbent under unique low temperature heat treatment (100 °C) for tetracycline (TC) removal. The metal ions (Fe3+, Fe2+ and Ca2+) enabled bindings with hydroxyl, sulfate half ester and carboxyl groups coexisted on CNC/Alg surface via chelation, strong hydrogen bonds and electrostatic interactions. Among composite materials with varied cation cross-linkers, hydrogel cross-linked with Fe2+ showed the maximum adsorption capacity of TC (741.66 mg·g−1), circa 1.9 and 6.9 times higher than that of hydrogel cross-linked with Fe3+ (394.16 mg·g−1) and Ca2+ (108.14 mg·g−1) respectively at 298 K, due to enhanced chelation between Fe2+ and TC. The efficient adsorption of TC was attributed to surface complexation, cation bridging, n-π electronic donator-acceptor (n-π EDA) interactions, hydrogen bonds and electrostatic interactions synergistically. Besides, adsorption capacity of CNC/Alg-Fe2+ retained 84.6% after 5 regeneration cycles indicating high reusability. This study provides a simple but effective bio-based hydrogel absorbent with stable structure, ultrahigh adsorption capacity, excellent reusability and easy-separation for the purification of TC-containing biomedical wastewater.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
Yongjie完成签到,获得积分10
1秒前
清脆的台灯完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
丘比特应助嘿嘿啊哈采纳,获得10
2秒前
桐桐应助芋泥啵啵采纳,获得10
2秒前
2秒前
dongdong完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
zyl发布了新的文献求助10
3秒前
高兴的小土豆完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
丘比特应助dingding采纳,获得10
6秒前
于淼完成签到,获得积分10
6秒前
edwards关注了科研通微信公众号
8秒前
Hello应助花痴的谷雪采纳,获得10
8秒前
逆流沙完成签到,获得积分10
9秒前
自由迎曼发布了新的文献求助10
9秒前
suhanxing完成签到,获得积分10
9秒前
Cassiopiea19完成签到,获得积分10
9秒前
aqilulu发布了新的文献求助10
9秒前
调皮的如凡完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
13秒前
13秒前
jj发布了新的文献求助10
16秒前
健壮荧完成签到,获得积分10
16秒前
Owen应助汪宇采纳,获得10
16秒前
wqwweqwe完成签到,获得积分10
17秒前
Alex完成签到,获得积分20
17秒前
大林完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
慕青应助若知采纳,获得10
19秒前
健壮荧发布了新的文献求助10
19秒前
完美世界应助故意的发夹采纳,获得10
20秒前
糖与香辛料完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
21秒前
余才锐完成签到,获得积分20
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5709148
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5192869
关于积分的说明 15255904
捐赠科研通 4861929
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2609792
邀请新用户注册赠送积分活动 1560226
关于科研通互助平台的介绍 1517968