汞作為危害最大的重金屬之一，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、氯堿化學(xué)、電池、電子器件等行業(yè)。水中的汞離子活性高，對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。汞污染的治理已成為全球環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的主要問題之一。中國國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對工業(yè)廢水中汞的排放規(guī)定了嚴(yán)格的限量，最大允許濃度為0.05 mg/L。因此，含汞廢水的深度處理成為了汞污染治理領(lǐng)域的一個挑戰(zhàn)，研究和開發(fā)能高效去除水生環(huán)境中汞離子的吸附材料成為保障生態(tài)環(huán)境安全的迫切需求。
HPFC對溶液中汞離子的吸附
中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室科研人員以羧甲基殼聚糖為骨架，用戊二醛做交聯(lián)劑，聚乙烯醇為致孔劑，將多支化的聚乙烯亞胺交聯(lián)到羧甲基殼聚糖上得到多孔的、半互穿的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚乙烯亞胺功能化的羧甲基殼聚糖納米吸附劑（HPFC），制備出一種對汞離子具有高效吸附性能的材料。該材料具有以下特性：20 mg的 HPFC對20 mL、濃度798.1 mg/L 汞離子吸附45min后，去除率達(dá)到99.9%，最終汞離子的濃度下降至0.02 mg/L，低于國家污染排放標(biāo)準(zhǔn)；最大吸附容量1594 mg/g，同時該材料有很強(qiáng)的耐酸性，當(dāng)溶液pH低至1.5時，汞離子的去除率仍然高達(dá)90%；吸附選擇性好，對Hg(II)的吸附系數(shù)比對Cu(II)、Cd(II)、Pb(II)離子的吸附系數(shù)高3~4個數(shù)量級；穩(wěn)定性好，5次重復(fù)使用后對Hg(II)去除率仍不低于90%。研究人員通過FTIR和XPS光譜分析，結(jié)合密度泛函理論(DFT)計算，闡明了HPFC對Hg的吸附主要來源于吸附劑上含氮官能團(tuán)和含氧官能團(tuán)的協(xié)同作用。
相關(guān)研究成果近日發(fā)表在環(huán)境工程領(lǐng)域國際權(quán)威雜志Chemical Engineering Journal上并引起同行的廣泛關(guān)注。該研究工作受到NSFC-新疆聯(lián)合基金重點支持項目等項目支持。
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