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更新時間：2025-10-23
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近日，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院國家杰青楊柏教授團(tuán)隊在國際期刊《Carbohydrate Polymers》（中科院一區(qū)，IF：12.5）發(fā)表了題為“Tunable-pore cellulose microsphere adsorbents for column adsorptionof dyes"的研究性論文，在該論文中，研究人員利用上海騰拔TBUTA-23質(zhì)構(gòu)儀用于測定微球的機(jī)械強(qiáng)度。
纖維素微球的孔結(jié)構(gòu)對其吸附性能至關(guān)重要，但目前仍難以通過簡單且經(jīng)濟(jì)高效的方法實現(xiàn)孔徑及其分布的調(diào)控。本研究中，我們通過調(diào)整纖維素溶液中乙二醇二乙酸酯與正辛醇的體積比，采用一種簡便且可規(guī)模化的方法，制備出了孔徑可在微米級至納米級范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的纖維素微球。研究結(jié)果表明，纖維素微球的平均孔徑可調(diào)控在 4.58 μm 至 108.43 nm 之間，而孔徑中值則可調(diào)控在 1.63 μm 至 7.69 nm 范圍內(nèi)。該纖維素微球?qū)喖谆{(lán)染料的靜態(tài)和動態(tài)吸附均表現(xiàn)出良好性能，其最大吸附容量可達(dá) 20.6 mg/g。通過 Langmuir 等溫線模型擬合發(fā)現(xiàn)，該吸附過程符合單分子層吸附機(jī)制。值得注意的是，纖維素微球的抗壓強(qiáng)度可與吸附樹脂相媲美，其最大壓應(yīng)力范圍為 5.25 至 52.1 MPa，這一特性使其能夠用于填充吸附柱。在柱吸附實驗中，該材料對亞甲基藍(lán)的去除率達(dá)到了 94.1%。綜上所述，纖維素微球具有孔徑可調(diào)、力學(xué)性能優(yōu)良及吸附性能良好的特點，這將推動其在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的實際應(yīng)用進(jìn)程。
對微球的力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行了表征，結(jié)果如圖 3I 和圖 S3 所示。隨著酯類物質(zhì)比例的增加，可觀察到微球的力學(xué)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。從 CM-1 到 CM-6，微球的最大壓應(yīng)力值分別記錄為 5.25±0.75 MPa、6.11±0.70 MPa、6.85±1.18 MPa、7.41±1.03 MPa、33.53±4.41 MPa 和 52.1±0.58 MPa。重要的是，即便其zuidi強(qiáng)度值也可與吸附樹脂的強(qiáng)度相媲美，這表明通過該方法制備的纖維素微球（CMs）非常適合用作吸附材料。
參考文獻(xiàn)：Guancheng Liu, et al. Tunable-pore cellulose microsphere adsorbents for column adsorptionof dyes. Carbohydrate Polymers, 2025
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