研究人员设计纳米原电池系统用于修复多种重金属离子

导读 中国科学院合肥物质科学研究院吴正彦、张佳研究员团队合成了一种多功能、广谱的基于Fe/Cu一次电池的纳米复合材料,该复合材料具有光诱导质...

中国科学院合肥物质科学研究院吴正彦、张佳研究员团队合成了一种多功能、广谱的基于Fe/Cu一次电池的纳米复合材料,该复合材料具有光诱导质子化效应,可固定多种重金属离子。该体系具有大量的活性位点,对高稳定性重金属离子(HMI)具有很强的捕获和固定作用。

研究结果发表在 《危险材料杂志》上。

HMI 似乎具有长期损害,而现有的修复策略难以有效去除各种带相反电荷的 HMI,且不会释放有毒物质。为了解决这个问题,研究人员正在构建一种基于一次电池的纳米复合材料,该复合材料具有光诱导质子化效应,可有效巩固带相反电荷的 HMI,从而解决环境应用挑战。

在本研究中,研究团队首先制备了原电池,然后用乙二胺四乙酸(EDTA)和光质子化分子2-硝基苯甲醛(2-NBA)修饰氧化石墨烯(GO),制备出具有光诱导质子化效应的Fe/Cu原电池基纳米复合材料(FCPBN)。这些配方进一步增强了HMIs的吸附和质子诱导的沉淀反应。

此外,FCPPN对水中Cr(VI)、As(III)、Cd(II)、Pb(II)、Mn(II)、Zn(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)等HMIs表现出优异的去除性能,去除率达到痕量水平,满足中国饮用水标准(GB 5749-2022),对安徽池州Cr(VI)和Cd(II)污染土壤也有较好的修复效果。

论文第一作者葛洪建表示:“这种创新方法可以带来更高效、更环保的HMI修复,支持可持续环境发展。”

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