製備二氧化錳-幾丁質複合材料去除雙氯芬酸

雙氯芬酸（2-[(2,6-dichlorophenyl)amino] phenylacetic acid）是世界上被廣泛使用的非固醇抗消炎止痛藥（NSAIDs）之一。因為它具有高親水性和低生物降解性，廢水處理系統無法消除它，目前已經在水生環境中偵測到它的存在。雖然沒有證據指出雙氯芬酸會對人體有害，但有許多研究已經指出它們對水生生物可能有毒，也可能對胚胎、嬰兒、兒童和體質虛弱且對藥物敏感的成年人有害。若長期持續暴露於低濃度的藥物，會對人體與其他生物有潛在的健康風險。
二氧化錳是促進土壤和沈積物中的有機污染物轉化的重要天然氧化劑，其高氧化能力使它值得被特別研究與關注。它能作為氧化劑以有效地去除各種汙染物，包括酚類、氯酚和芳香胺等化學物質，而含有芳香胺的藥物是醫院廢水中最常見的藥物。它們可以被二氧化錳降解，但是會生成各種產物，而且產物還能相互反應進而形成複合聚合物。
金屬氧化物-生物聚合體複合材料已被廣泛作為吸附劑、催化劑和氧化劑，用於去除無機與有機污染物。若是以生物聚合體合成金屬氧化物-生物聚合體複合材料的形成可能可以改善金屬氧化物對有機污染物的吸附或非均相氧化效果。本研究試圖製備二氧化錳-幾丁聚合體複合材料以處理水中的雙氯芬酸，一共測試了三種合成條件：酸性環境（pH≈2）、中性環境（pH≈7）和鹼性環境（pH≈11）。
實驗結果證明，複合材料的表面上所含的錳，主要為水鈉錳礦和錳氧化物（MnOOH），而它對雙氯芬酸的去除率會隨著pH的增加而降低。在酸性條件下，以各種配方合成的複合材料均可有效地去除雙氯芬酸；在鹼性條件下，各種複合材料均無法去除雙氯芬酸。這可能是因為材料表面上帶有的負電荷導致。值得注意的是，在酸性條件下製備的複合材料具有比其他複合材料更高的比表面積。因此，在中性條件下，該複合材料對雙氯芬酸的去除率高於其他複合材料。然而，經由再生之後，雙氯芬酸的去除率在中性條件下顯著降低。這個現象表示，雖然在酸性條件下產生的複合材料具有較高的比表面積，但活性部位（帶正電荷的MnO2）經再生後便會消失。