近日，中国热科院南亚所休闲农业研究室在改性果胶基新型吸附剂材料领域取得新进展。该研究从改性果胶基新型吸附剂材料的合成、理化性质的分析、吸附重金属铅的作用效果和吸附机理等方面，系统全面阐述了新型果胶基吸附材料的应用场景及作用机制。该研究成果为果胶资源的综合高效利用提供了新思路，也为绿色、新型高吸附性能的改性果胶基吸附剂的开发与应用提供了理论支撑。

　　工业生产排放的废水中含有众多重金属元素，这些重金属会在生物体中富集，并通过食物链进入人体，严重威胁着生态系统和公众健康。重金属铅广泛应用于工业生产，是污染最严重、对人体危害最大的元素之一，极具危害性和破坏性。近年来，生物吸附作为一种新兴的重金属处理方法，由于其适应性广、选择性高、操作性强、耐受性好，深受研究学者的关注。果胶来源丰富，绿色高效，不易产生二次污染，作为一种潜在的生物吸附材料对重金属有良好的吸附能力，但因其机械强度低、分离困难、难以重复利用等缺点限制了其广泛应用。研究团队基于前期的研究基础，制备了酰胺化度为48%的乙二胺改性果胶，并将其与海藻酸钠复配，对纳米级的四氧化三铁进行包埋，使用二价钙离子作为交联剂，采用微胶囊造粒仪合成了一种新型的改性果胶基磁性微球。研究表明海藻酸钠/四氧化三铁的加入提高了微球的热稳定性、机械强度、多孔吸附性能和耐酸性能，使微球更适合废水处理。改性果胶基磁性微球对铅离子的最大吸附量为175.19 mg/g，且经过10次吸附-解吸循环后，去除率仍保持在98.9%以上。使用外加磁场，可将微球较容易地从溶液中进行磁分离。这些结果表明，改性果胶基磁性微球是一种有广泛应用前景的绿色可再生生物吸附剂，可用于去除废水中的铅离子。此外，该研究还对改性果胶基磁性微球吸附重金属的吸附机理进行了初步探索，发现离子交换、金属配位和物理吸附相结合的吸附机制是导致改性果胶基磁性微球具备良好的水净化吸附性能的主要原因。

图1 改性果胶/海藻酸钠/四氧化三铁复合微球的合成及吸附铅离子示意图

图2 改性果胶/海藻酸钠/四氧化三铁复合微球的吸附铅离子机理探究

　　该研究成果以“Preparation of ethylenediamine-modified pectin/alginate/Fe3O4 microsphere and its efficient Pb2+ adsorption properties”为题发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中国热科院南亚所李娅研究实习员为论文第一作者，杜丽清研究员为论文通讯作者。该研究得到了海南省自然科学基金项目（320QN320）、广东省现代农业产业技术体系创新团队建设项目（2022KJ116）等项目经费支持。

　　文章链接： DOI：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.10.160