利用新型CMC-CMS水凝胶混合物纯化碱性品红水溶液：从可持续性角度出发

《BMC Chemistry》：Purification of aqueous fluids from basic fuchsine employing a new polymer of CMC-CMS hydrogel mixture: sustainability perspective

基于羧甲基纤维素和羧甲基淀粉的复合水凝胶通过冻融法制备，用于高效吸附医疗实验室废水中基本墨红和孔雀石绿染料。研究系统考察了CMC-CMS配比、溶液pH、离子强度及接触时间对吸附性能的影响，发现100% CMC水凝胶对孔雀石绿吸附效率最高（>90%），吸附动力学符合伪二级模型，Langmuir等温模型拟合最佳（R2>0.99）。该技术为实验室危险废物处理提供了新方案。

　　

摘要

医疗实验室废物在诊断和研究活动中产生，其中含有致病微生物和致癌化学物质，对环境和人类健康构成重大威胁。为了解决这一问题，人们探索了基于物理化学方法的处理技术，例如基于水凝胶的吸附技术。本研究利用羧甲基纤维素（CMC）和羧甲基淀粉（CMS）通过冻融物理交联方法制备的水凝胶，研究了从水溶液中吸附提取碱性品红和孔雀石绿染料的过程。通过不同的CMC-CMS比例，对水凝胶的机械性能进行了表征，包括凝胶分数、膨胀率和含水量。吸附实验在23±2°C的环境温度下进行，初始染料浓度为1%（0.02 M），溶液pH值受到控制，接触时间从24小时到144小时不等。通过改变聚合物比例和盐浓度来评估离子强度对吸附效率的影响，并利用Langmuir、Elovich和Flory-Huggins等吸附等温模型对吸附过程进行了分析，最佳拟合模型通过线性回归系数（R2）确定。动力学研究表明吸附过程遵循准二级反应规律。优化研究确定了理想的水凝胶配方，不同的比例对吸附性能有影响。CMC-CMS水凝胶对两种染料的去除效率均高于90%，其中100% CMC水凝胶对孔雀石绿的吸附效果最佳，且吸附量随比例增加而线性增加。这些发现证实了CMC和CMS水凝胶在染料吸附方面的高效应用，为处理危险实验室废物提供了一种有前景的方法。

图形摘要