各种工业向环境中排放大量废水对生物体和人类生活构成了威胁。染料作为这些破坏性污染物之一，在皮革、纺织、化妆品、食品和塑料等行业中被广泛使用[1]、[2]。由于染料结构中含有芳香环，它们通常具有不可生物降解性和生态毒性[3]、[4]、[5]、[6]。因此，染料废水排放造成的水污染已成为一个严重的环境问题。有必要寻找方法在排放前去除或减少染料。已经报道了许多化学和物理方法来去除水溶液中的各种污染物，包括混凝絮凝[7]、芬顿降解[8]、[9]、[10]、膜分离[11]、[12]、光催化[14]、[15]和吸附[4]、[17]。其中，吸附方法因其成本效益高、去除效率高、通用性强和操作简便而被认为是主要的技术[18]、[19]、[20]。已经开发并利用了多种吸附剂，如粘土、碳纳米管、农业废弃物、金属-有机框架、活性炭、氧化石墨烯、导电聚合物和中空材料来去除染料[8]、[21]、[22]、[23]、[24]。遗憾的是，现有的吸附剂仍存在合成困难 và 吸附容量低的问题。吸附容量很大程度上取决于吸附剂的性质，如官能团、可控的孔隙率和比表面积。因此，开发新型且易于合成的吸附剂以改善水环境至关重要。
聚吡咯（PPy）是一种导电聚合物，具有环保、易于合成、稳定性好、生物相容性佳和易于掺杂等独特性质[17]。这些性质使其成为广泛用于吸附的材料。在以往的研究中，PPy已被用于从水溶液中吸附各种污染物。Feng等人制备了掺杂了GO/COF-300的聚吡咯复合材料（GO/COF-300/PPy），用于去除水中的双氯芬酸和吲哚美辛[25]，其吸附容量分别为138毫克/克和115毫克/克。Majumdar等人合成了聚吡咯用于去除阴离子污染物[26]，结果表明其对Cr(VI)和伊红黄（Eosin yellow）的吸附容量分别为103.63毫克/克和273.22毫克/克。PPy中大量的正电荷氮原子和π电子共轭系统使其能够通过静电相互作用、π-π相互作用和氢键与目标分子结合[25]。这些性能为合成环保复合吸附剂提供了新的思路。尽管PPy表现出优异的吸附性能，但其吸附容量仍有提升空间。因此，对PPy进行改性具有重要的实际意义。最近，中空材料在吸附污染物方面显示出巨大潜力，因为它们具有较大的比表面积、可控的孔隙率和高的负载能力[27]。然而，目前制备中空吸附剂的策略往往缺乏对腔体结构的精确控制，而这对于优化吸附容量和选择性至关重要。
除了结构控制之外，另一个主要挑战在于吸附剂表面的功能设计。传统吸附剂通常只设计有一种类型的电荷基团（阳离子用于阴离子染料，反之亦然），这使得它们无法有效去除实际废水中的混合阳离子和阴离子染料[21]。因此，我们关注了同时含有阳离子和阴离子官能团的吸附剂，以实现这两种类型染料的同步去除。间苯酚-甲醛（RF）是一种低成本交联聚合物，具有良好的水分散性、优异的生物相容性和高比表面积，因其优异的性质而被广泛应用于各个领域[28]。更重要的是，多种化学基团使RF能够容易地与目标分子结合。因此，开发一种结合PPy和RF优点的中空复合材料可能使其适合同时吸附阴离子和阳离子染料。
鉴于此，我们通过一种可控的蚀刻策略开发了一种新型的可调节中空间苯酚-甲醛@聚吡咯纳米球（h-RF@PPy）。与仅创建中空结构的传统方法不同，所提出的蚀刻介导的结构演变技术将交联的RF核心转化为短链酚类低聚物，丰富了PPy壳层结构并创造了新的吸附活性位点。该吸附剂被用于同时从水介质中去除刚果红（CR，阴离子染料）和亚甲蓝（MB，阳离子染料）。本研究主要关注制备了具有可控壁厚、明显中空结构和良好吸附能力的h-RF@PPy吸附剂。同时，采用了多种表征技术来评估制备的h-RF@PPy的性能。此外，还详细研究了关键变量（包括吸附剂用量、溶液pH值、初始浓度、接触时间和吸附温度）对CR和MB去除的影响。制备的h-RF@PPy吸附剂表现出优异的吸附性能。系统研究了h-RF@PPy对CR和MB的吸附过程的动力学、等温线和热力学特性。最后，基于相关表征分析和密度泛函理论（DFT）计算，探讨了吸附过程中的可能机制。
