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随着人类社会工业化进程的加快,大量含有Cr(VI)的废水从工业部门如开采矿山、冶炼金属、制革、电镀、染料行业排放进入自然水体。而Cr(VI)能通过食物链在植物和动物体内富集,最终进入人体。Cr(VI)具有很强的毒性和迁移性,可诱发癌变,是国际公认的三种致癌金属物质之一。美国国家环保局(US EPA)已经建立相关标准,规定地表水中Cr(VI)允许排放限为0.05 mg/L,总铬(包括Cr(VI),Cr(III)和其他形式的铬)的允许排放限为2mg/L。
最近,大连理工大学陆安慧教授针对水体重金属污染问题,带领其研究团队设计合成了磁性富微孔空心炭球用于铬离子的快速高效脱除。首先,采用络合的锌物种作为动态制孔剂, 借助物质反应特性,运用热处理过程中锌物种原位成核并高温挥发的动态造孔方法, 制备了具有丰富微孔的空心纳米炭球。进而通过一步真空浸渍Fe(NO3)3,得到磁性纳米空心炭球。
研究表明,磁性多微孔空心炭球用于脱除水中的Cr(VI)时,表现出优异的脱除能力(233 mg/g)和高的吸附速率。这主要归因于炭球微孔壳壁的强吸附势能够从水中迅速捕获Cr(VI),实现Cr(VI)的快速吸附;炭壳的高比表面积提供丰富的吸附活性位,保证高的吸附量。此外,利用吸附剂的磁响应特性,可通过外加磁场实现吸附剂的回收。
该研究成果发表在中国新创办的英文期刊 Science China Materials(《中国科学:材料科学》2015年第8期,原文链接:http://link.springer.com/article/10.1007/s40843-015-0076-8 , http://mater.scichina.com/EN/abstract/abstract509916.shtml )。该研究工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的支持。该方向的系列研究成果已分别在J. Am. Chem. Soc 2011,133, 15304;Small 2013,9, 3852;J.Mater. Chem. A 2013, 1, 9477;J. Mater. Chem. A2013, 1, 13139等国际期刊发表。
http://mater.scichina.com/EN/volumn/volumn_6525.shtml
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