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重金屬污染物吸附新材料成功研發

日前,從中科院合肥物質研究院獲悉,該單位固體所環境與能源納米材料中心在重金屬污染物治理領域的研究取得重要進展,成功制備出了三維石墨烯/二氧化錳複合氣凝膠材料,該材料對重金屬有很好的去除性能。相關研究成果已發表在英國皇家化學會期刊《材料化學雜志A》上。

目前,治理重金屬污染的方法有很多,其中吸附法因簡單、高效、污染小等優點,被認為是最有前景的處理方法。但傳統吸附劑材料都存在吸附量低、易團聚、極易産生二次污染、分離困難和循環性能差等瓶頸問題。針對上述問題,該研究團隊以石墨烯材料為原料,制備出三維石墨烯氣凝膠材料,然後以該材料為模闆沉積二氧化錳,制備出了三維石墨烯/二氧化錳複合氣凝膠材料,其中二氧化錳呈薄片狀,均勻分布在石墨烯的表面。所獲得的複合氣凝膠能高效去除污染水體中的Cu(II)、Cd(II)和Pb(II)離子等,其吸附動力學符合準二級模型。

據介紹,這種材料增強的吸附性能,主要來源于三維石墨烯/二氧化錳複合氣凝膠中大量的含氧官能團對重金屬離子的絡合,以及層狀二氧化錳與重金屬離子的離子交換作用。此外,該氣凝膠材料還具有良好的循環穩定性,經過8次的吸—脫附實驗後,其吸附效率仍可達到初始吸附容量的98%。因此,三維石墨烯/二氧化錳複合氣凝膠材料的設計合成為重金屬污染物的治理提供了嶄新的思路和技術支撐。

來源:中國科學報

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