基于固定化磺胺嗪吸附-分光光度法测定农业生态系统样品中铅锌离子的研究

《International Journal of Environmental Analytical Chemistry》：Sorption–spectrophotometric determination of lead and zinc ions in agroecosystem samples using immobilised sulfarsazen

　　本研究针对农业生态系统中重金属污染问题，开发了基于杨树叶衍生的L-组氨酸@生物纳米复合材料（PLSDH/PLSCH）吸附剂，通过系统实验与理论计算揭示了其对结晶紫（CV）染料的高效吸附机制。结果表明，该材料在pH=8、吸附剂用量0.1 g、初始浓度300 mg/L时最大吸附量达222.7 mg/g，吸附过程符合Langmuir模型和准一级动力学，为农业污染物治理提供了新策略。

　　

本研究利用杨树叶衍生的L-组氨酸@生物纳米复合材料，分别以粉尘（PLSDH）和炭质（PLSCH）形式，通过吸附技术去除结晶紫（Crystal Violet, CV）染料。通过实验与理论方法分析了吸附效能与速率，系统考察了初始染料浓度（20–350 mg/L）、吸附剂用量（0.05–0.5 g/100 mL）、pH（2–12）、接触时间（10–150 min）及温度（283.15–323.15 K）的影响。吸附平衡数据更符合Langmuir模型，吸附过程遵循准一级动力学。CV在PLSDH和PLSCH上的吸附为吸热反应，升温可提升吸附效率。通过响应面法优化关键参数（pH、吸附剂用量、初始浓度），并结合统计学分析（p < 0.05为显著）验证模型可靠性。在最优条件下（浓度300 mg/L、吸附剂0.1 g、pH 8），预测吸附容量（Z₁: 192.25 mg/g, Z₂: 210.90 mg/g）与实测值（Y₁: 210.91 mg/g, Y₂: 222.7 mg/g）高度吻合。计算化学分析表明，吸附剂富含亲核位点，而染料存在亲电位点，Fukui函数与前线分子轨道理论计算结果一致。