美國西北大學Adv. Funct. Mater.:一種酸性穩定的聚吡咯-四硫化鉬材料用于高效的重金屬選擇性清除

【引言】

重金屬離子污染是全球環境保護中的一個重要的議題。一些金屬離子，比如汞離子和鉛離子，由于很高的毒性和對生命體的致癌性，會對人類神經、血液循環、免疫和生殖系統造成極其不利的傷害。金屬銀作為一種貴金屬，在電子、催化、醫藥和傳感方面都有廣泛的應用。然而從礦石中提取高純度的銀依然存在諸多挑戰。因此，對重金屬離子的吸附與分離就具有十分重要的意義。

【成果簡介】

近日，美國西北大學的Mercouri G. Kanatzidis教授課題組，通過離子交換的方法制備了四硫化鉬修飾的聚吡咯材料，MoS₄-Ppy。這種聚吡咯材料在強酸性的環境中，表現出對Ag⁺、Hg²⁺和Pb²⁺的高選擇性清除。除此之外，MoS₄-Ppy在弱酸和強酸性環境中都可以高選擇性地分離Ag⁺和Cu²⁺。因為MoS₄-Ppy很強的化學穩定性，與對酸敏感的LDH材料形成鮮明的對比，使其成為一種很好的水相重金屬吸附材料。該成果以題為"Remarkable Acid Stability of Polypyrrole-MoS₄: A Highly Selective and Efficient Scavenger of Heavy Metals Over a Wide pH Range"發表在Adv. Funct. Mater.上。

【圖文導讀】

圖1 NO₃-Ppy和MoS₄-Ppy的材料表征

圖2?MoS₄-Ppy對Ag⁺, Pb²⁺和Hg²⁺的吸附動力學曲線

圖3?MoS₄-Ppy在強酸環境中對Ag⁺的等溫吸附曲線

圖4?MoS₄-Ppy在強酸環境中對Ag⁺和Hg²⁺的吸附動力學曲線

圖5?pH對Ag⁺和Hg²⁺移除速率的影響

圖6?MoS₄-Ppy相對于Cu²⁺，對Ag⁺的選擇性吸附

圖7?MoS₄-Ppy在吸收不同濃度Cu²⁺, Ag⁺, Pb²⁺和Hg²⁺前后的XRD譜圖

圖8?MoS₄-Ppy在分別吸收1200 ppm Cu²⁺, 1200 ppm Ag⁺, 1200 ppm Pb²⁺和500 ppm Hg²⁺后的X射線光電子能譜

【小結】

在這個工作中，作者通過離子交換的方法制備了四硫化鉬修飾的聚吡咯材料。這種聚吡咯材料在強酸性的環境中，表現出對Ag⁺、Hg²⁺和Pb²⁺的高選擇性清除。除此之外，MoS₄-Ppy在弱酸和強酸性環境中都可以高選擇性地分離Ag⁺和Cu²⁺。因為MoS₄-Ppy很強的化學穩定性，與對酸敏感的LDH材料形成鮮明的對比，使其成為一種很好的水相重金屬吸附材料。

文獻鏈接：Remarkable Acid Stability of Polypyrrole-MoS4: A Highly Selective and Efficient Scavenger of Heavy Metals Over a Wide pH Range.(Adv. Funct. Mater., 2018,?DOI: 10.1002/adfm.201800502)

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