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      空心納米管狀陰離子多孔聚合物對水中陽離子染料的超高效吸附
      編輯:宣傳部     作者:應用化學學院 熊剛副教授   發布時間:2019-07-13

      多孔有機聚合物因其具有高比表面積,低密度,孔道結構可調控,且孔隙度穩定,同時合成技術成熟、所用材料價格低廉,使其在對污水中染料吸附中發揮重要作用,然而目前這類吸附劑吸附性能上仍需提升。以主客體靜電相互作用-客體交換的協同作用的帶電吸附劑在吸附量和選擇性方面比中性吸附劑表現出更大的優勢,因此構建帶電荷吸附劑將能顯著提升其吸附能力和選擇性。

      1Si-POP-1Si-POP-2的合成方案及其SEMTEMHRTEM

      近期,遼寧省無機分子基重點實驗室報道了由六配位[SiO6]2-類化合物-三(3,4-二羥基苯甲醛)硅酸鹽和4,4'-二氨基聯苯(Si-POP-1)或4,4'-二氨基-2,2'-二苯乙烯二磺酸(Si-POP-2)經過亞胺鍵連接而成的兩種陰離子型多孔聚合物。其中,空心納米管結構的Si-POP-2對亞甲基藍(MB)最大吸附量為3516 mg/g25℃),35℃時對MB吸附量最高達4098mg/g,超出已報道的所有吸附劑的吸附量。經四個吸附-脫附循環后,Si-POP-2的吸附能力的損失小于4%。另外,Si-POP-2對陰離子染料甲基橙和大尺寸的陽離子染料均不吸附,表現出明確的電荷選擇性和尺寸選擇性,并對水中常見陽離子具有強的抗干擾能力。該吸附劑不僅可用于吸附印染廢水中的MB染料,還能綠色地將其回收使用,使其具有可觀的工業應用前景。對該吸附過程的機理研究發現吸附過程是以離子交換為主導,物理吸附為輔的高效吸附過程。可見,離子交換和物理吸附的協同作用可以提升吸附量和選擇性,可作為進一步設計高效、高選擇性吸附劑的指導。

      2Si-POP-2MB的吸附性能及循環性能

      該研究成果發表于材料化學領域權威期刊Journal of Materials Chemistry A(J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 393-404,IF=10.733),論文的第一作者為應用化學學院熊剛副教授,通訊作者為應用化學學院孫亞光教授,所制備的吸附劑對陽離子染料展現出超高的吸附量和快速吸附等優異性能,保證了其可快速高效地進行工業廢水的處理,同時其優異的電荷選擇性和尺寸選擇性使得其在污染物分類處理和回收中體現出明顯的優勢,盡管該工作仍處于實驗階段,但這些成果為未來的新應用打下了堅實的基礎。該研究得到了國家自然科學基金的資助。

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