寻找孔雀石绿的最佳石墨烯基吸收剂

孔雀石绿（MG）是一种阳离子染料，经常用作鱼类养殖，食品，生物医学和石油工业中的染料。然而，孔雀石绿具有高细胞毒性活性，使其成为可持续生态系统的极其危险的物质。

研究：Comparative removal of hazardous cationic dyes by MOF-5 and modified graphene oxide. 图片来源：Angel Soler Gollonet/Shutterstock.com

因此，及时去除孔雀石绿对于维持绿色生态系统和所需的公共卫生标准至关重要。

最近发表在《Scientific Reports》杂志上的一项研究通过探索金属有机框架（MOF-5）和还原氧化石墨烯作为孔雀石绿提取和去除的潜在吸收剂来关注这个问题。

孔雀石绿（MG）：一种有害的阳离子染料

阳离子染料，如孔雀石绿，广泛应用于各种行业。纺织工业是各行各业中阳离子染料产品的最大消费者。

由于附着率最低，有用的染料消耗通常很低，大约50%的染料材料通常作为废水丢弃。孔雀石绿的低降解率和杂芳烃结构抑制了工业废水过滤中的微生物高效降解。

顾名思义，阳离子染料很容易看到。它们在水生栖息地的存在不仅在视觉上没有吸引力，而且由于它们对海洋生物的毒性作用和对光合作用过程的干扰，也会影响环境。

孔雀石绿与其他阳离子染料一样，由于其令人印象深刻的抗寄生虫特性，用于鱼类养殖，食品，健康和制药行业。然而，最近的几项研究发现，食用孔雀石绿对动物和植物的DNA有不利影响。

吸附作为去除孔雀石绿的最佳方法

孔雀石绿具有极强的毒性、癌性和遗传毒性，因此在释放前必须从污水中清除。光还原、生化途径、膜分离、吸附等不同方法用于流出物处理和阳离子染料强度降低，然后再排放到环境中。

吸附是去除孔雀石绿的常用方法，因为它比其他技术具有多种优点。由于其简单的操作和设计，无害的性质以及在低污染物浓度下的高性能，它是一种有趣且灵活的选择。

近年来已经进行了许多研究，以创造具有独特环保性能的新型吸附剂。

MOF-5和氧化石墨烯：去除MG的理想吸附剂

金属有机框架（MOFs）是一种独特的高渗透性物质，由无机和生物元素组成。MOF具有较大的内部界面面积和孔隙体积，本质上是结晶的。

MOF-5是一种众所周知的金属有机骨架，因为它具有独特的渗透性和耐热性。MOF-5由对苯二甲酸和氧化锌的三维亚基团组成。此外，它们在设计和功能方面具有高度可控性，使其成为孔雀石绿分离的最佳吸附剂。

氧化石墨烯（GO）是一种可配置的石墨烯衍生物，具有羧基，羟基和环氧树脂等高官能团。还原氧化石墨烯（RGO）是另一种具有高润湿性和丰富的羟基官能团的石墨烯衍生物。

氧化石墨烯系列由于官能团的存在及其高度的通用性和适应性，适用于吸附、膜过滤、电化学处理、透析等处理工艺。因此，MOF-5和还原氧化石墨烯可用作工业废水中孔雀石绿色去除的合适吸附剂。

当前研究的亮点和主要发展

本研究旨在比较杂化骨架MOF-5和碳质物质还原氧化石墨烯的染料吸附特性。研究人员首先进行了一项比较研究，以了解不同的吸附规格如何影响MOF-5和还原氧化石墨烯的性能。

然后研究了pH值、吸附剂用量、孔雀石绿积累和扩散系数等操作因素的影响。还研究了吸附系统的稳定性，以了解吸附过程并与所用材料的吸附能力相关。

MOF-5和还原氧化石墨烯在去除孔雀石绿方面都表现令人钦佩。然而，还原氧化石墨烯在孔雀石绿吸附中优于MOF-5，具有7.2倍的动力学速率和21倍的吸附能力。

本研究中提出的比较分析清楚地表明，MOF-5等金属有机框架和还原氧化石墨烯等碳质材料在去除有害环境污染物方面具有极好的潜力。

参考

Mohammadi, A. A. et al. (2022). Comparative removal of hazardous cationic dyes by MOF-5 and modified graphene oxide. Scientific Reports. Available at: https://doi.org/10.1038/s41598-022-19550-5