纳米级氧化锌（ZnO纳米颗粒）–海藻酸盐–聚乙二醇（PEG）–活性炭纳米复合材料用于高效去除电镀废水中的六价铬（Cr(VI)）：吸附等温线及生态毒性评估

《Journal of Chemical Technology & Biotechnology》：Nanoscale zinc oxide (ZnO NPs)–alginate–PEG–activated carbon nanocomposite for efficient Cr(VI) removal from electroplating wastewater: adsorption isotherms and eco-toxicity evaluation

纳米锌氧化物-藻酸钠-聚乙二醇-活性炭复合涂层含夹竹桃叶提取物材料（CLT-PEG-AC-ZnO）的制备及对电镀废水中六价铬的高效吸附研究显示，该材料在最佳pH 7、40℃、90分钟接触时间和0.5g吸附剂投加量下，吸附容量达6.5091 mg/g?1，且符合Langmuir等温模型（R2=0.8765）。生物毒性测试表明对斑马鱼胚胎和菜豆种子生长无显著影响，证实其环境友好特性。

　　

摘要

背景

近年来，利用纳米技术原理进行废水处理受到了更多关注，因为这种技术能够高效去除有毒污染物，同时具有较高的生物相容性和环保性。本研究采用了一种原位绿色合成方法，制备了一种纳米级的氧化锌-海藻酸钠-聚乙二醇-活性炭纳米复合材料，并在其表面涂覆了Clitoria ternatea提取物（CLT-PEG-AC-ZnO），用于有效去除电镀工业废水中的六价铬（Cr(VI)。

结果

通过紫外-可见光谱和X射线衍射（XRD）对纳米氧化锌（ZnO）的结构进行了表征，证实其粒径为340纳米；扫描电子显微镜和能量分散X射线分析显示该纳米复合材料具有多孔结构，颗粒尺寸在10至100纳米之间。傅里叶变换红外光谱分析表明纳米复合材料中存在功能性基团，这些基团表明材料内部存在良好的分子相互作用。CLT-PEG-AC-ZnO纳米复合材料的XRD图谱在2θ值为31°、34°和36°处显示出特征峰，这与氧化锌的标准JCPDS卡片（编号36-1451）一致，进一步证实了其主要为非晶态结构。最佳去除六价铬的条件为：pH值为7、温度为40°C、接触时间为90分钟以及吸附剂用量为0.5克。在这些条件下，吸附数据符合朗缪尔等温模型（R2=0.8765），表明吸附机制为在特定位点上的单层吸附，最大吸附容量为6.5091毫克/克。将斑马鱼胚胎暴露于该纳米复合材料后，未观察到其对形态发育、心率或存活率的负面影响；Vigna radiata幼苗也未表现出毒性反应，这表明该复合材料是一种比传统化学处理方法更安全的替代品。

结论

研究结果表明，CLT-PEG-AC-ZnO纳米复合材料作为一种可规模化应用、生物相容性强且环保的材料，在持续去除复杂环境中的有毒重金属方面具有巨大潜力。? 2026 化学工业协会（Society of Chemical Industry, SCI）。

利益冲突

作者声明他们没有可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。

数据可用性声明

数据可向作者索取。