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  隨著造紙、電池、皮革、紡織、冶金等工業的發展，產生的廢水中含有大量的銅、鉛、鎳、鉻、汞等重金屬離子。這些離子對自然環境和生物具有非常嚴重的破壞作用，制約國民經濟的可持續發展。因此，為了去除或者降低廢水中的重金屬離子濃度，化學沉淀、膜過濾、吸附、光催化、離子交換、反滲透等一系列技術已經被開發，并投入實際生產。但是每一種技術都有一定的局限性。

  殼聚糖是一種天然可降解材料，其分子上含有大量的活性氨基和羥基基團，可以捕獲和固定廢水中的金屬離子。但是殼聚糖本身力學強度比較低，需要使用戊二醛等對其進行化學交聯或者固定。但是這些交聯反應大量消耗殼聚糖的活性基團，使其后期的金屬離子捕獲能力大大降低。為了避開交聯問題，可以把殼聚糖涂覆在一些支撐載體上，這樣可以最大限度的保持殼聚糖對金屬離子的捕獲能力。因此制備具有高比面積的多孔載體是本研究的重點。

  英國曼徹斯特大學李加深博士團隊利用之前開發的超高比表面積多孔聚乳酸纖維作為載體（ACS applied materials & interfaces (2019)，doi.org/10.1021/acsami.9b18083），把殼聚糖負載在纖維表面，形成一個殼聚糖的多孔結構。這種復合結構可以把殼聚糖固定在聚乳酸纖維表面，殼聚糖不需要化學交聯都可以抵抗吸附離子過程中的溶脹行為。更為重要的是，這種高比表面積的多孔結構為殼聚糖提供了充分接觸廢水的界面，捕獲重金屬離子的效率和速度大大提高。本研究以銅離子為例，其捕獲效率可達大約110 mg/g。

圖1. 多孔聚乳酸纖維負載殼聚糖吸附銅離子示意圖。

圖2. 多孔聚乳酸纖維。

圖3. 聚乳酸纖維負載不同量的殼聚糖。

圖4. 不同條件對銅離子吸附的影響以及吸附動力學。

  以上科研成果近期在Carbohydrate Polymers上發表。第一作者為曼徹斯特大學博士生Qasim Zia（巴基斯坦），通訊作者為曼徹斯特大學李加深博士。

  詳細內容見論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115343