美国西北大学Adv. Funct. Mater.:一种酸性稳定的聚吡咯-四硫化钼材料用于高效的重金属选择性清除

【引言】

重金属离子污染是全球环境保护中的一个重要的议题。一些金属离子，比如汞离子和铅离子，由于很高的毒性和对生命体的致癌性，会对人类神经、血液循环、免疫和生殖系统造成极其不利的伤害。金属银作为一种贵金属，在电子、催化、医药和传感方面都有广泛的应用。然而从矿石中提取高纯度的银依然存在诸多挑战。因此，对重金属离子的吸附与分离就具有十分重要的意义。

【成果简介】

近日，美国西北大学的Mercouri G. Kanatzidis教授课题组，通过离子交换的方法制备了四硫化钼修饰的聚吡咯材料，MoS₄-Ppy。这种聚吡咯材料在强酸性的环境中，表现出对Ag⁺、Hg²⁺和Pb²⁺的高选择性清除。除此之外，MoS₄-Ppy在弱酸和强酸性环境中都可以高选择性地分离Ag⁺和Cu²⁺。因为MoS₄-Ppy很强的化学稳定性，与对酸敏感的LDH材料形成鲜明的对比，使其成为一种很好的水相重金属吸附材料。该成果以题为"Remarkable Acid Stability of Polypyrrole-MoS₄: A Highly Selective and Efficient Scavenger of Heavy Metals Over a Wide pH Range"发表在Adv. Funct. Mater.上。

【图文导读】

图1 NO₃-Ppy和MoS₄-Ppy的材料表征

图2 MoS₄-Ppy对Ag⁺, Pb²⁺和Hg²⁺的吸附动力学曲线

图3 MoS₄-Ppy在强酸环境中对Ag⁺的等温吸附曲线

图4 MoS₄-Ppy在强酸环境中对Ag⁺和Hg²⁺的吸附动力学曲线

图5 pH对Ag⁺和Hg²⁺移除速率的影响

图6 MoS₄-Ppy相对于Cu²⁺，对Ag⁺的选择性吸附

图7 MoS₄-Ppy在吸收不同浓度Cu²⁺, Ag⁺, Pb²⁺和Hg²⁺前后的XRD谱图

图8 MoS₄-Ppy在分别吸收1200 ppm Cu²⁺, 1200 ppm Ag⁺, 1200 ppm Pb²⁺和500 ppm Hg²⁺后的X射线光电子能谱

【小结】

在这个工作中，作者通过离子交换的方法制备了四硫化钼修饰的聚吡咯材料。这种聚吡咯材料在强酸性的环境中，表现出对Ag⁺、Hg²⁺和Pb²⁺的高选择性清除。除此之外，MoS₄-Ppy在弱酸和强酸性环境中都可以高选择性地分离Ag⁺和Cu²⁺。因为MoS₄-Ppy很强的化学稳定性，与对酸敏感的LDH材料形成鲜明的对比，使其成为一种很好的水相重金属吸附材料。

文献链接：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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