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新材料和新技术的发展,不仅推动了传统产业的转型升级,也为解决人类面临的能源、环境、健康等重大问题提供了新的可能。

揭秘PAMAM水凝胶,助力水质重金属快速清除

发布时间:2025-06-10       来源:中新康明


环境污染日益严重,工业废水中的重金属离子威胁生态和健康。重金属难分解,长期存在水体中,逐步通过食物链进入人体,带来健康风险。比如,镉是致癌物,铜虽必需但过量会中毒,影响肝肾功能。传统处理方法如膜分离、离子交换效率有限且成本高。相比之下,吸附法操作简便、成本低、无二次污染,成为重金属去除的热门技术。天津工业大学赵义平教授团队研发的CTS/PAMAM/SA/Ca²⁺水凝胶,凭借其创新结构和优异性能,在重金属吸附方面展现出巨大应用潜力。

什么是CTS/PAMAM/SA/Ca²⁺水凝胶?

这款水凝胶由天然的壳聚糖(CTS)、海藻酸钠(SA)以及钙离子(Ca²⁺)通过物理交联形成双网络结构,采用的是半溶解酸化溶胶-凝胶过渡法制备,不用添加化学交联剂,避免了化学交联剂可能带来的环境和健康隐患。更妙的是,研究团队在水凝胶中加入了第三代超支化聚酰胺胺(PAMAM),这是一种富含氨基的高分子物质,能显著增强水凝胶的吸附性能。

值得一提的是,像中新康明这样拥有强大研发和生产能力的企业,能够制备并定制改性PAMAM类高分子材料,支持从实验室级别到公斤级大批量生产,确保产品的稳定性和供应的持续性。我们注重材料的应用开发,与客户携手推动这类功能高分子在环保领域的实际应用,期待与更多伙伴合作,共同探索重金属污染治理的新路径。

为什么这款水凝胶这么厉害?

首先,它的吸附性能非常出色。实验数据显示,这种水凝胶对铜和镉离子的最大吸附容量分别达到了170多毫克每克,表现远远优于许多传统吸附剂。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温模型,说明水凝胶不仅吸附快,而且容量大,且吸附位置均匀,反复使用依然稳定。

其次,结构均匀、稳定。这得益于双网络结构设计,壳聚糖和海藻酸钠形成的物理交联网络与PAMAM的结合,让水凝胶既柔软又强韧,使用时不易破碎,方便回收和循环利用。

最关键的是,这种水凝胶制备过程简单,无需复杂的化学交联剂,不仅节省成本,更减少了潜在的环境污染风险,符合绿色环保理念。

实际应用潜力在哪里?

面对工业废水和农业径流中大量含重金属的污水,CTS/PAMAM/SA/Ca²⁺水凝胶的优势尤为明显。它能高效吸附水中的铜、镉等重金属离子,净化水质,保障水资源安全。

举个例子,某些电镀、冶炼厂排放的废水中铜离子含量高,若未经处理直接排放,会严重污染河流和地下水。利用这种水凝胶进行吸附,不仅能快速降低铜离子浓度,还能回收铜资源,具有经济和环境双重价值。

此外,农业灌溉用水中若含有镉等重金属离子,会影响农作物安全,进而危害人类健康。通过将这种水凝胶应用于农业水处理设备,可以有效降低水中的重金属含量,保障农产品安全。

展望未来

随着技术的不断进步,CTS/PAMAM/SA/Ca²⁺水凝胶的制备工艺有望实现规模化生产,降低成本,推动其在污水治理领域的广泛应用。结合现代环保政策和企业需求,这款材料具备成为水处理“明星产品”的潜力。

在这条环保攻坚路上,材料科学给出了切实可行的答案。CTS/PAMAM/SA/Ca²⁺水凝胶不仅是科学家的成果,也是我们保护地球、守护家园的有力武器。

如果你关心水环境,如果你想了解更多关于绿色环保材料的创新,不妨多关注这类新材料的进展。它们或许就是未来解决重金属污染的关键所在。

 


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