近日,理学院“纳米农业应用创新”团队在国际学术期刊《Chemical Engineering Science》(中科院2区Top)发表了题为《Sustainable Gelatin–Sodium alginate aerogel adsorbent for efficient microplastic removal in water》的研究论文,报道了一类在不同的水环境中具有优异性能用于去除多种微塑料的藻酸盐气凝胶。

随着全球水中微塑料(MPs)污染日益严重,开发高效、可持续的去除技术成为环境治理的关键挑战。针对水体微塑料污染治理中现有吸附材料效率低、成本高且易引发二次污染的问题,本研究通过一种简单绿色的一锅法合成明胶-海藻酸钠(Gel/SA)气凝胶,所制得的藻酸盐气凝胶在从不同的水环境中去除各种微塑料方面表现出优异的性能。吸附过程是由协同机制驱动的,包括气凝胶三维多孔网络中的物理拦截和特定表面的相互作用,如氢键和离子相互作用。吸附动力学符合准二级动力学,表明表面相互作用的重要性。在模拟的实际条件下包括0.1-0.6 mg/mL的微塑料浓度,宽的pH范围3-11,多种微塑料类型以及不同的水基质(海水、湖水、灌溉水)中,气凝胶均保持了90%以上的去除效率,表现出很强的适应性和环境稳定性。此外,该材料在10次再生循环后仍保持约51%的吸附效率,突出了其良好的重复使用性能。气凝胶与其低成本的制造工艺相结合,为去除微塑料提供了一种实用和可持续的解决方案,在废水处理和海洋生态系统修复方面显示出良好的应用潜力。
四川农业大学理学院苏葛鸿副教授,饶含兵教授和沈阳大学张慧贤副教授为本文的通讯作者,四川农业大学理学院2023级生物资源化学硕士研究生向秋和2024级生物资源化学硕士研究生徐月为论文的共同第一作者。本研究得到了中国国家自然科学基金(批准号:22505171)、四川农业大学科研启动基金(批准号:031-2122996035)、区域污染环境生态修复重点实验室(沈阳大学)、教育部重点实验室和辽宁省教育厅高校基础研究项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.123265