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壳聚糖季铵盐/聚丙烯酰胺水凝胶对刚果红的吸附研究

刘宏宇 ,  张惠灵 ,  叶子嫣 ,  熊高宏 ,  吴月

现代化工 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (8) : 214 -222.

PDF (3846KB)
现代化工 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (8) : 214-222. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2025.08.038
科研与开发

壳聚糖季铵盐/聚丙烯酰胺水凝胶对刚果红的吸附研究

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Preparation of hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride chitosan/polyacrylamide composite hydrogel and study on its adsorption performance for Congo red

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摘要

以丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基聚合法合成聚丙烯酰胺,并将其与壳聚糖季铵盐,即羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)混合,制备出羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖/聚丙烯酰胺(HACC/PAM)水凝胶。对制备得到的HACC/PAM水凝胶进行了一系列表征和性能的研究。此外,考察了HACC/PAM水凝胶在不同初始浓度、吸附时间、pH和温度条件下对刚果红(CR)吸附性能的影响。结果表明,在pH=7、温度25℃、初始浓度250 mg/L、吸附时间60 min时,HACC/PAM水凝胶的吸附达到平衡,吸附容量为183.22 mg/g。通过吸附等温线和吸附动力学拟合,结果显示该水凝胶对CR的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型,最大理论吸附容量为214.71 mg/g。结合表征分析,水凝胶对CR的吸附为单分子层的化学吸附,受氢键形成、静电作用和颗粒内扩散的共同影响。

Abstract

Acrylamide (AM) and ammonium persulfate (APS) are used as monomer and initiator,respectively to synthesize polyacrylamide (PAM) through free radical polymerization,which is then combined with hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride chitosan (HACC) to form a HACC/PAM composite hydrogel.The prepared HACC/PAM hydrogel is characterized by means of SEM-EDS,FT-IR,XPS,and Zeta potential analysis.Its swelling behavior and reusability are also evaluated.Furthermore,the influences of initial concentration,adsorption time,pH,and temperature on the hydrogel's adsorption capacity for Congo red dye are studied.It is shown that the adsorption of Congo red by HACC/PAM hydrogel reaches the equilibrium,with a capacity of 183.22 mg/g when pH is 7,temperature is 25℃,the initial concentration of Congo red is 250 mg/L and the adsorption time is 60 min.It is revealed through adsorption isotherm and kinetic model fitting that the hydrogel's adsorption for Congo red follows the Langmuir isotherm model and pseudo-second-order kinetics,with a theoretical maximum adsorption capacity of 214.71 mg/g.Based on characterization and adsorption behavior analysis,the adsorption of Congo red by the HACC/PAM hydrogel is identified as a monolayer chemisorption process,jointly influenced by hydrogen bond formation,electrostatic interaction,and intra-particle diffusion.

Graphical abstract

关键词

羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖 / 吸附 / 刚果红 / 水凝胶

Key words

hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride chitosan / adsorption / Congo red / hydrogel

Author summay

刘宏宇(2000-),男,硕士生,研究方向为水污染控制,。

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刘宏宇,张惠灵,叶子嫣,熊高宏,吴月. 壳聚糖季铵盐/聚丙烯酰胺水凝胶对刚果红的吸附研究[J]. 现代化工, 2025, 45(8): 214-222 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2025.08.038

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工业生产排放的废水已成为目前全球水环境污染和安全的主要威胁[1]。全球每年工业生产约 7×107吨的合成染料,其中约20%~50%的染料在使用过程中流入废水,并最终排入水体,造成污染[2]。在众多染料中,偶氮染料因其着色效果好、色彩鲜艳,广泛应用于印染行业,其产量约占全球染料的70%[3]。尽管偶氮染料在商业上具有价值,但其毒性、致突变性和致癌性[4]对环境和人体健康构成了重大风险。偶氮阴离子染料刚果红(CR)在印染、皮革及化妆品制造等行业中取得了广泛应用。此外,刚果红还因其检测淀粉样蛋白和特异性染色能力,在医学领域被广泛使用[5]。然而,刚果红染料难以降解,具有生物毒性[6],如果未经妥善处理就直接排放,将对受纳水体的水生生态环境造成严重的破坏,进入人体后其联苯胺结构及代谢产物具有致癌性[7]。
目前,刚果红染料废水的常用处理方法包括膜处理技术、光催化技术、高级氧化技术和吸附法。其中,膜处理技术由于分离过程中出现的浓差极化和膜污染问题,限制了其广泛应用[8];光催化技术在工业规模上应用受限,且制备在光照下稳定可控的材料也是一大挑战[9];高级氧化技术在处理工业废水中复杂底物时受限,成本高昂,且可能产生次生污染[10]。在众多处理技术中,吸附法因其高效吸附能力和操作简便而被广泛应用。特别是水凝胶吸附材料,因其环保、可定制设计和易于改性的特点,成为理想的吸附材料,在水处理领域展现出广阔前景。
壳聚糖类水凝胶溶胀能力良好,具有pH和盐敏感性,具有较大的比表面积,表面含有众多活性吸附位点和大量活性基团,这些吸附位点与活性基团在吸附染料废水中的染料分子和其他有害物质时发挥了重要作用,同时对环境影响较小,不易产生二次污染。但壳聚糖水凝胶存在着对刚果红的吸附容量不高(约92.59 mg/g),在酸性条件下易溶解,机械性能差的问题。为了克服上述缺点,加入单体丙烯酰胺(AM),通过自由基聚合和交联,形成半互穿网络结构中的交联聚合物网络,从而改善水凝胶的机械性能和吸水性。同时,用羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)替代壳聚糖,作为半互穿网络结构中的线性聚合物网络,以提高对刚果红染料的吸附容量。最终制备出具有半互穿网络结构的HACC/PAM水凝胶。相较于传统壳聚糖水凝胶,该水凝胶具有更优秀的平衡溶胀比,并对刚果红染料表现出更高的吸附容量。

1 材料与仪器

1.1 材料

冰醋酸、无水乙醇、氯化钠(NaCl),购自国药集团化学试剂有限公司;丙烯酰胺(AM)、羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC,取代度95%)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)、刚果红(CR),购自上海麦克林生化科技有限公司;过硫酸铵(ABS),购自上海沃凯生物技术有限公司。以上试剂直接使用。

1.2 仪器

分析天平BSA224S,赛多利斯科学仪器有限公司;恒温加热磁力搅拌器DF-101S,上海科升仪器有限公司;水浴恒温振荡器SHA-BA,金坛市万华实验仪器厂;pH计Sartorius (PB-10)普及型,赛多利斯科学仪器有限公司;紫外分光光度计TU1810,北京普析通用仪器有限公司;真空冷冻干燥器TDL-4-1B,博医康仪器有限公司;场发射电子扫描显微镜GeminiSEM 300,德国卡尔·蔡司光学有限公司;Smartedx型EDS能谱仪,德国卡尔·蔡司光学有限公司;傅里叶红外光谱仪INVENIO R,德国布鲁克公司;X射线光电子能谱仪Thermo SCIENTIFIC K-ALPHA,美国赛默飞世尔公司;Zeta电位仪,Malvern Nano ZS90,英国Malvern公司。

2 实验方法

2.1 水凝胶的合成

如图1所示,将丙烯酰胺(AM)、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)、过硫酸铵(APS)和羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)分别溶解于体积分数为2%的冰醋酸溶液中,在25℃下搅拌30 min后进行超声振荡,确保溶液分散均匀。然后,缓慢将AM溶液加入HACC溶液中,在磁力恒温搅拌器上搅拌均匀,并逐步升温至50℃。当温度稳定后,依次快速加入NNMBA溶液和APS溶液,密封并继续搅拌 5 min,随后关闭搅拌器,保持在60℃条件下反应 3 h。反应结束后,将所得水凝胶用去离子水和无水乙醇交替浸泡24 h,去除未反应的游离单体。滤干后,将水凝胶在-15℃下预冷冻24 h,再在-50℃真空条件下冷冻干燥24 h。最终干燥的水凝胶保存于干燥箱内,以供后续实验使用。

2.2 HACC/PAM水凝胶的吸附实验

使用瓶点法进行吸附研究。将一定质量的干燥HACC/PAM水凝胶材料加入到装有50 mL的CR溶液的250 mL锥形瓶中,振荡速率设置为160 r/min。在达到设定时间后,通过抽滤过滤掉水凝胶材料,使用紫外-可见光分光光度计(TU1810,中国)检测上清液中残余的CR浓度。根据式(1)及式(2)计算水凝胶对刚果红染料的吸附容量。
Q e = [ ( C 0 - C e ) V ] / m
Q t = [ ( C 0 - C t ) V ] / m
式中:C0为CR的初始浓度,mg/L;Ce为吸附达到平衡时CR的浓度,mg/L;Ct表示吸附时间为t时溶液中的CR浓度,mg/L;V为染料溶液的体积,mL;m为干燥HACC/PAM水凝胶的质量,mg。
随后,通过研究单因素变量吸附时间(0~360 min)、初始浓度(50~400 mg/L)、吸附温度(25~45℃)和pH(4~12)来探索HACC/PAM水凝胶对CR的吸附能力。

2.3 溶胀能力的测试

为了探讨不同pH条件对水凝胶溶胀能力的影响,实验采用了称重法测定HACC/PAM水凝胶的平衡溶胀比。称取20.0 mg的干燥HACC/PAM水凝胶,将其浸泡在不同pH(范围为2~12)的溶液中,持续24 h。然后取出水凝胶,用滤纸吸去表面水分,置于分析天平上,等待示数稳定后,读数得其质量。HACC/PAM水凝胶的平衡溶胀比(ESR)通过以下式(3)计算得出[11]:
E S R = ( W s - W d ) / W d
式中Ws和Wd分别为溶胀后和干燥的水凝胶质量,mg。

2.4 HACC/PAM水凝胶的重复利用性实验

将吸附CR后的HACC/PAM水凝胶经过冷冻干燥后装入250 mL锥形瓶,将体积比为1∶1的 1 mol/L的NaCl溶液和无水乙醇均匀混合作为再生液,在25℃、220 r/min转速下振荡,每隔30 min更换一次再生液,直至通过紫外分光光度计检测不到再生液中存在CR染料,收集水凝胶冷冻干燥后用于HACC/PAM水凝胶的可重复利用性研究。以吸附-再生作为1次循环,将循环过程重复6次,记录其每次再生后吸附容量,以评价HACC/PAM水凝胶的可重复利用性。

3 结果与讨论

3.1 HACC/PAM水凝胶的材料特性

3.1.1 扫描电子显微镜-能量色散光谱(SEM-EDS)分析

HACC/PAM水凝胶吸附CF前后的SEM如图2。
通过SEM对HACC/PAM吸附前后的干燥水凝胶微观结构进行了表征。图2(a)显示,吸附前水凝胶呈现致密的多孔网络结构,其形成与冷冻干燥过程中水的升华有关。此外,水凝胶合成中使用的引发剂APS在热分解时产生的NH3也有助于多孔结构的形成。这些结构增加了HACC/PAM水凝胶的比表面积,并提供更多吸附位点,从而提高了吸附容量。图2(b)显示,吸附后水凝胶表面出现附着物,孔洞深度变浅。EDS能谱分析显示,吸附后样品中出现了刚果红的硫元素峰,证明水凝胶成功吸附了刚果红。

3.1.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析

图3为HACC/PAM水凝胶吸附前后的FT-IR光谱图。在图3(a)中,3 400 cm-1的宽吸收带是由糖类化合物中存在的多个羟基引起的,多个O—H伸缩振动吸收峰与游离—NH2的N—H伸缩振动峰相互重叠,3 199 cm-1处为缔合的—NH2伸缩振动峰。2 938 cm-1的尖峰则来自于聚丙烯酰胺碳链中亚甲基CH2的反对称伸缩振动,表明丙烯酰胺已成功聚合;2 873 cm-1和2 778 cm-1处的小峰产生于CH3基团与N原子直接相连,导致其反对称和对称伸缩向振动峰向低波数移动;1 668 cm-1处为羰基的特征吸收峰,对应酰胺Ⅰ带中C O伸缩振动峰;1 616 cm-1处的峰归属于酰胺Ⅱ带中N—H弯曲振动的吸收峰,这两处峰的出现表明了HACC/PAM水凝胶中酰胺基团的存在。1 450 cm-1源于羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖其季铵盐侧链中与N+相连的 —CH3的C—H的弯曲振动吸收峰[12];1 415 cm-1处是多糖单元中β(1-4)糖苷键的指示物[13];1 346 cm-1和1 321 cm-1分别是CH2面外摇摆和扭曲振动特征峰;1 111 cm-1对应羟基的特征吸收峰。
为研究HACC/PAM水凝胶对CR染料的吸附,吸附后的HACC/PAM水凝胶FT-IR表征结果如图3(b)所示。相较于吸附前,多出了1 196、1 186 cm-1和1 076 cm-1这3个吸收峰。其中1 195、1 186 cm-1两个吸收峰的产生是由于刚果红为芳香族磺酸盐,其磺酸基团中的R-SO2-O-M+的SO3的反对称伸缩振动峰向低频移动后分裂产生的两个谱带,1 076 cm-1处的弱吸收峰是磺酸盐R-SO2-O-M+的SO3的对称伸缩振动峰,以上特征峰的出现,证明了刚果红在HACC/PAM水凝胶上的成功吸附。此外,水凝胶中C=O伸缩振动峰和N—H弯曲振动吸收峰红移至1 666 cm-1和1 614 cm-1处,说明吸附后可能形成了氢键。

3.1.3 X射线光电子能谱(XPS)分析

通过XPS技术可以确定材料的表面元素组成和界面处的电子相互作用,本研究采用X射线光电子能谱技术对HACC/PAM水凝胶在吸附CR前后进行了测试见图4。图4(a)中吸附后的XPS全谱上出现了来自于CR磺酸钠基团中的Na和S元素信号,以及在吸附后的C1s谱图中,出现了来自于CR分子中的C—S键和苯环中的C C键,证实了HACC/PAM水凝胶对CR的成功吸附。吸附后S2p的1/2和3/2轨道均发生了位移,结合能变大。这可能是由于在吸附过程中,静电吸引作用下,电子产生远离S原子核的趋势,电子云密度是降低,使得结合能增大。并且C—S,S—O分别增加了0.8 eV和1.8 eV,表明静电作用参与到了HACC/PAM水凝胶对CR的吸附过程。

3.1.4 Zeta电位分析

图5中展示了HACC/PAM水凝胶在pH范围 2~12之间的Zeta电位变化趋势。如图所示,可以看出在pH 2~8时HACC/PAM水凝胶时Zeta电位为正且大于25 mV,这表明在此范围内,水凝胶表面具有较好的电荷稳定性。这是因为在酸性环境至中性条件下,水凝胶可能因其表面基团质子化而保持正电荷。当pH上升至8及以上时,Zeta电位开始逐渐下降,特别在pH 10~12之间,Zeta电位迅速降至接近0。表明在碱性条件下,水凝胶表面逐渐去质子化,导致表面正电荷减少。这种变化趋势说明,水凝胶在高pH碱性条件下的电荷稳定性降低。总的来说,HACC/PAM水凝胶在pH为2.0~12.0的范围内的Zeta电位始终保持在零电位点以上,使得HACC/PAM水凝胶材料在处理刚果红这种带负电的阴离子污染物时,在静电吸引的作用下,表现出良好的吸附效果。

3.1.5 溶胀性能分析

HACC/PAM水凝胶在不同pH下的平衡溶胀比如图6所示,可以看出HACC/PAM水凝胶在不同pH下表现出明显的pH依赖性溶胀行为。在酸性条件下溶胀比随着pH的升高而减小,在中性条件下溶胀比最大,在碱性条件下随pH升高而降低。在弱碱性条件(pH为7~9)下,水凝胶仍保持着较高的溶胀能力,是来自于OH-与疏水链的结合,水凝胶网络之间的疏水相互作用受到破坏,促进了水凝胶的膨胀。在水凝胶溶胀比在酸性条件下普遍高于碱性条件的原因是,氨基的质子化增加了HACC分子之间的静电斥力,导致孔隙度增大,进而增大了水凝胶的溶胀能力[14]。

3.2 HACC/PAM水凝胶吸附CR的研究

3.2.1 吸附等温线

吸附等温线描述了水凝胶对污染物的吸附量与溶液中污染物浓度之间的关系,同时揭示了水凝胶与污染物的相互作用机制。通过采用合适的等温线模型进行拟合,可以计算水凝胶的理论最大吸附容量。本文研究了在初始浓度范围为50~400 mg/L、温度25℃、pH=7,吸附时间为60 min的条件下,HACC/PAM水凝胶对CR溶液的吸附行为。实验数据通过Langmuir(式4)和Freundlich(式5)模型进行拟合,拟合结果见图7,拟合参数见表1。
Q e = ( q m a x K L C e ) / ( 1 + K L C e )
Q e = K F C e 1 / n F
式中,qmax为理论最大吸附容量,mg/g;KL和KF分别为Langmuir和Freundlich吸附平衡常数;nF为 Freundlich模型常数。
由图7可见,随着CR初始浓度从50 mg/L上升到200 mg/L,HACC/PAM水凝胶的吸附容量快速增加,当CR溶液的初始浓度从200 mg/L进一步增加至300 mg/L时,虽然HACC/PAM水凝胶的吸附容量仍然增加,但增幅出现降低。这是因为较高的染料初始浓度会提供较大的驱动力,促使CR从溶液转移到水凝胶表面,从而提高了水凝胶的吸附容量。在初始浓度较低时增加染料浓度,水凝胶上的吸附位点充足,可以快速增大吸附容量。随着浓度的不断增大和吸附的进行,吸附位点逐渐被CR分子占据,已吸附的CR与溶液中的CR分子相互排斥导致吸附速率降低[15],吸附容量增长变缓,吸附达到饱和时,HACC/PAM水凝胶对CR吸附容量不再增加。
由表1中的拟合参数可以看出,Langmuir相比于Freundlich模型的拟合效果更好,说明HACC/PAM水凝胶对CR的吸附过程主要是单分子层化学吸附,此外0.1<1/nF=0.487<0.5时,说明吸附较易进行。

3.2.2 吸附动力学

通过研究吸附过程的动力学行为,可以了解污染物在吸附剂表面的吸附速率并预测其发展趋势,从而分析吸附机理。通过动力学模型的拟合,可以评估吸附的速率控制步骤及影响吸附性能的因素。此处使用拟一级动力学(式6)、拟二级动力学模型(式7)和Weber-Morris(式8)颗粒内扩散模型对初始浓度250 mg/L、温度25℃、pH=7、不同吸附时间下的实验数据进行了拟合。
Q t = Q e ( 1 - e - k 1 t )
Q t = ( Q e 2 k 2 t ) / ( 1 + k 2 Q e t
Q t = k W M t 0.5 + C
式中:Qt为时间t时,水凝胶对刚果红的吸附容量,mg/g;k1,k2,kWM分别为拟一级模型和拟二级模型、Weber-Morris颗粒内扩散模型相关的速率常数;C与边界层的厚度相关,mg/g。
如图8(a)所示,随着吸附时间的增加,HACC/PAM水凝胶对CR的吸附容量在初始阶段增长较快,然后增长速率逐渐减慢,最后继续降低直至基本维持不变,达到最大吸附容量183.22 mg/g。这可能是由于在吸附初期时,CR与HACC/PAM水凝胶表面大量存在的吸附点位快速结合,随着吸附点位被CR分子逐渐占据,吸附速率开始降低,最终在达到饱和时趋于平缓[16]。
表2中通过对比3种模型的R2,发现拟二级动力学模型(0.991>0.969>0.966)更适合描述HACC/PAM水凝胶对CR的吸附过程,说明整个吸附受化学机理的控制。此外通过对Weber-Morris颗粒内扩散模型进行研究,发现整个吸附过程存在两个阶段,并且其参数C不为0,即不通过原点,说明颗粒内扩散机制并不是唯一控制吸附速率的因素。

3.2.3 初始pH的影响

不同pH下的溶液会改变HACC/PAM水凝胶的表面电势,从而影响其对CR的吸附性能。在初始CR浓度250 mg/L、温度25℃,吸附时间60 min的条件下,研究不同pH的水凝胶对CR的吸附效果,结果如图9。
在酸性条件下,随着pH逐渐升高,HACC/PAM水凝胶对溶液中CR的吸附量呈明显上升趋势,在pH升至7时达到最大吸附容量183.22 mg/g。随着pH的继续上升,CR的吸附容量出现下降趋势,显然溶液pH影响了HACC/PAM水凝胶对CR的吸附。这是因为在酸性条件下,CR分子会形成两性离子分子H3N+-R-$\mathrm{SO}_{3}^{-1}$ [17],此时H+与两性离子分子产生竞争,使得吸附容量下降;在碱性条件下,发生氨基去质子化,同时大量存在的OH-与CR分子竞争水凝胶上的吸附点位[18],同样使得吸附容量下降。

3.2.4 吸附热力学研究

探究了不同吸附温度下HACC/PAM水凝胶对CR溶液的吸附性能,并研究了其热力学参数,以评估其热力学可行性。实验条件设定为初始CR浓度250 mg/L、pH=7,吸附时间60 min,吸附温度范围设置在25~45℃,实验结果如图10所示,表3中列出了热力学参数。
如图10所示,随着温度的升高,HACC/PAM水凝胶对CR溶液的最大吸附容量逐渐降低。在25~40℃范围内并且热力学参数ΔG<0,ΔH<0表明HACC/PAM水凝胶对CR的吸附是放热并自发进行的,升高温度不利于吸附进行,ΔS<0,说明整个吸附过程为熵减。在前人的研究中发现,ΔH绝对值在0~40 kJ/mol范围内,表示与物理吸附有关,ΔH绝对值在60~240 kJ/mol与化学吸附过程的相关[19]。本研究中CPDA复合水凝胶吸附CR的焓变ΔH绝对值介于二者之间,这可能是多种反应机制(如氢键形成、静电吸附等)共同作用于吸附过程,不能简单地完全归因于物理或者化学吸附。

3.3 重复利用性能研究

从经济效益的角度,吸附材料应具备优异的可重复使用性,以实现低成本和广泛应用。为此,本节研究了HACC/PAM水凝胶的重复使用性能,结果如图11所示,经过4轮吸附/解吸循环后,HACC/PAM水凝胶对CR的去除效果保持稳定,在5至6次期间出现了略微下降。故说明了所制备的HACC/PAM水凝胶在吸附CR染料的过程中展现了出色重复利用能力。

3.4 吸附机理

结合HACC/PAM水凝胶吸附前后的表征分析及对CR吸附的行为研究,HACC/PAM水凝胶对CR的吸附主要是以单分子层的化学吸附控制,此外还有静电吸附,氢键形成,颗粒内扩散等因素共同作用(图12)。

4 结论

(1)在60℃条件下,利用过硫酸铵作为引发剂、丙烯酰胺作为单体,进行自由基聚合反应,并使用N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,然后与羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖共混,成功制备了HACC/PAM水凝胶材料。
(2)通过SEM-EDS对HACC/PAM水凝胶的表面形貌进行表征,观察到水凝胶呈现致密的网状多孔结构,为CR分子的附着提供了丰富的吸附位点。采用FT-IR、XPS和Zeta电位等多种分析手段进一步探究了水凝胶的组成和对CR的吸附机理。
(3)在pH为7,吸附温度为25℃,初始CR浓度250 mg/g条件下,HACC/PAM水凝胶对CR的吸附时间在60 min后,可达到183.22 mg/g,在经历4次吸附解吸循环后,吸附容量保持在较高的170.07 mg/g。此外在pH为7时,平衡溶胀比达到了43.60 g/g。
(4)对水凝胶吸附CR的行为进行了研究,其吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温模型。结合表征结果分析,HACC/PAM水凝胶对CR的吸附主要表现为单分子层的化学吸附,且该过程受氢键的形成和静电相互作用等多种因素的影响。
基于上述实验结果,HACC/PAM水凝胶在广泛的pH和温度条件下,经过多次循环使用后,HACC/PAM水凝胶依然保持较高的吸附容量,其优异的吸附性能与良好的重复使用性,使其在环境治理中具有广泛的前景。后续的研究应着力提升水凝胶的吸附能力,并进一步优化其回收和再利用性能,从而增强其在实际应用中的经济性和可持续性。

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