西北民族大学生物医学研究中心生物制药与材料工程创新团队在国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(1区TOP期刊)在线发表了题为“Precisely controlled electrostatically sprayed sodium alginate/carboxymethyl chitosan hydrogel microbeads as super-adsorbent for adsorption of cationic dye”的研究论文。这项研究创新性地使用静电喷雾技术开发了具有高效阳离子染料吸附能力的海藻酸钠/羧甲基壳聚糖(SA/CMCS)水凝胶微珠。
工业生产中染料废水的处理因其高毒性和难以降解的特性而面临巨大挑战。本研究提出了一种绿色高效的解决方案,通过静电喷雾技术在不同电压条件下(0.0 kV至13.0 kV)制备出粒径可控的水凝胶微珠。研究结果显示,当电压达到13.0 kV时,制备的微珠(SC-400)直径缩小至400 ± 15 μm,相比初始直径2000 ± 121 μm的微珠(SC-2000),其最大吸附容量提高了三倍,达到840.3 mg/g。
该水凝胶微珠通过海藻酸钠与羧甲基壳聚糖在酸性条件下形成的氢键网络实现物理交联,具有优异的比表面积和孔体积。研究表明,其对阳离子染料(如亚甲基蓝,MB)的吸附能力显著受到pH值和离子强度的影响。SC-400微珠在碱性条件(pH 9.0)下表现出最高的吸附效率(96%),其快速的吸附速率和稳定的吸附性能为未来的染料和有毒金属去除应用提供了新思路,也进一步推动了静电喷雾技术在环保领域的应用发展。

团队硕士研究生李新鹏与马来西亚国立大学博士(交换生)Tiang Mingfoong为论文共同第一作者,丁功涛副教授为通讯作者。该研究得到了西北民族大学中央高校基本科研业务费项目(31920240064)资助。