省部共建国重室王桂芳教授团队在聚电解质结构对功能化蒙脱土吸附高氯酸盐性能的影响方面取得进展

2024年06月11日 17:07  点击:[]

近日,省部共建国重室王桂芳教授团队在聚电解质结构对功能化蒙脱土吸附高氯酸盐性能的影响方面取得进展,相关工作以"Effect of polyelectrolyte structure on perchlorate adsorption performance by functionalized montmorillonite"为题,发表在《Chemical Engineering Journal》上。

合成了具有不同单位结构或分子量的聚电解质改性蒙脱土(PMt)去除高氯酸盐(ClO4-)。结果表明,聚电解质被成功地负载在蒙脱土上,大部分蒙脱土的表面电位由负向正转变。聚二烯基二甲基氯化铵改性蒙脱土(PDDAx-Mt)对ClO4-的吸附性能较好,最大吸附量大于2.78 mmol/g,吸附平衡时间在10 min内。PMt对ClO4-的吸附性能为:PDDAx-Mt > CH-Mt > PAM-Mt > PQ28-Mt。此外,PDDAx-Mt和CH-Mt在季铵盐-吸附体系中对竞争氧离子ClO4-表现出较好的吸附选择性(ClO4-> PO43-> SO42-> NO3-)。对ClO4-吸附的增强主要是由于PDDA或CH提供的阴离子交换位点(- R4N+-cl−或- NH3+-cl)的存在,其次是静电引力作用和弱氢键相互作用。密度泛函理论(DFT)计算表明,ClO4-吸附在PMt上是一个电子从ClO4-中的O原子转移到PDDA+中的C原子或CH+、PAM+和PQ28+中的N原子的过程。PMt制备方法简单,对ClO4-具有良好的吸附性能和选择性,在阴离子废水处理中具有广阔的应用前景。

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