高冠道教授小组在Cr(VI)的吸附/还原和Cr(III)的原位同步捕获及其电化学再生方面取得新进展

发布时间:2018-10-25浏览次数:132

        将Cr(VI)还原为低毒的Cr(III),再通过沉淀或吸附去除Cr(III)  是当前处理废水中Cr(VI)的主要方法。还原手段主要包括光催化还原、电化学还原和化学还原等,均需要消耗较高的能量或大量的化学试剂。而且Cr(III)的进一步吸附或沉淀需求使得铬的去除过程更加复杂化,且可能带来含铬污泥的问题。因此,迫切需要寻求一种可以吸附还原Cr(VI),并同时将还原的Cr(III)原位有效捕捉的复合材料及技术。    

        近期,高冠道教授研究小组针对上述问题,利用大孔苯乙烯小球(PS)对苯胺优良的吸附能力,采用一步快速聚合的方法,原位制备了结构完好并便于实际应用的PANI@PS材料。研究表明球状的PANI@PS相比于粉末态PANI对Cr(VI)的去除效率提高了5.4倍。更有意义的是,受纳米孔道限域效应的影响,  PANI@PS的表面电位在中性水溶液条件下变为负值,可以有效捕捉带正电的Cr(III),从而实现了Cr(VI)的同步吸附/还原和Cr(III)的原位捕获(adsorption/reduction/sequestration)。同时,基于聚苯胺自身的氧化还原可逆特性,可采用电化学方法对使用过的PANI@PS循环再生。而且氧化还原可逆的PANI可有效保护PS,避免了具有强氧化能力的Cr(VI)对PS造成不可逆损伤。 


 

上述研究成果近日在线发表在Environmental Science & Technology (https://doi.org/10.1021/acs.est.8b02566),论文第一作者为丁杰博士生,通讯作者为高冠道教授,张孝林副教授也为本文做出了重要贡献,共同作者包括潘丙才教授、张全兴院士、吴兵党助理研究员,蒲良桃和王炎锋博士生及喻安晴硕士生,研究得到了国家自然科学基金及国家重点研发计划等的支持。