氧化石墨烯/针铁矿-壳聚糖复合材料优化污染水体中砷(III)吸附性能的研究

　　为解决水体砷(III)污染问题，研究人员通过交联氧化石墨烯(GO)、针铁矿(α-Fe(OH)O)与壳聚糖(CS)合成新型复合材料(GO/goethite-CS)，利用SEM-EDAX、BET等多技术表征其结构，并通过批实验证实其对As(III)的最大吸附量达368.38 mg/g，符合Langmuir模型与准二级动力学，为水体重金属修复提供高效吸附剂。

　　

砷污染已成为全球性环境健康危机，尤其在发展中国家，工业废水与自然地质活动导致的水体砷(III)超标问题严峻。世界卫生组织(WHO)限定饮用水砷含量不得超过10 μg/L，但印度、孟加拉等国数千万人仍暴露于高砷环境中。传统水处理技术存在成本高、效率低等缺陷，亟需开发新型吸附材料。针对这一挑战，德里大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，通过创新性合成氧化石墨烯/针铁矿-壳聚糖(GO/goethite-CS)复合材料，实现了对砷(III)的高效去除。

研究采用多学科技术联用策略：通过场发射扫描电镜(FESEM)观察材料形貌，BET法测定比表面积，阳极溶出伏安法(ASV)精准检测痕量砷，并结合批实验系统考察pH、温度等参数对吸附的影响。

FESEM和EDS分析
材料呈现2.6 nm层状褶皱结构，针铁矿-CS的孔隙结构增强聚合物基质结合力，EDS图谱证实砷成功负载于复合材料表面。

吸附性能研究
在pH=6、200分钟条件下实现98.96 mg/g吸附量，Langmuir模型显示最大容量达368.38 mg/g，表明单分子层化学吸附为主导机制。准二级动力学拟合证实该过程为化学吸附控制。

热力学分析
ΔG⁰
为负值证实自发吸附，ΔH⁰

0揭示吸热特性，温度升高有利于提升吸附效率。

结论与意义
该研究首次将GO、针铁矿与CS三元体系协同增效：GO提供2630 m²
/g超大比表面和含氧官能团，针铁矿强化重金属特异性结合，CS赋予生物降解性。复合材料经5次循环后仍保持90%以上效率，兼具环境友好与经济性优势。Hari Mohan Meena团队的工作为发展中国家砷污染治理提供了可规模化应用的解决方案，其设计思路可拓展至其他重金属污染治理领域。