重金屬離子對淡水系統造成重大汙染，極大影響人類生活。汞(Hg)被認為是一種對人類和環境極其有害的重金屬。將Hg2+等重金屬離子的濃度降低到痕量級（< 5ppb）是一個重要挑戰。同時，貴金屬銀在催化、傳感、電子、抗菌、珠寶等領域有著重要應用，銀的提取和回收非常必要。銀可從高品位銀礦和低品位銀礦中提取，但精煉操作會產生大量含貴金屬廢水。因此，在低濃時有效去除有毒金屬(如汞)或提取貴金屬(如銀)，特別是在含Cu2+銀礦浸出液高選擇性分離銀，具有重要應用價值。
導電聚合物，如聚苯胺（PAN）和聚吡咯（Ppy）等常被用於廢水淨化。陰離子摻雜Ppy基質與硫客體功能化時，作為軟路易斯鹼的S與軟路易斯酸的重金屬具有很強的親和力，可通過M-S作用實現對重金屬的高效吸附。Mo3S132-簇包括多種硫基團(頂端S2-，端基S22-，及橋連S22-)，將Mo3S132-與帶正電Ppy基質複合，開發出一種新型吸附劑Mo3S13-Ppy。Mo3S13-Ppy對Ag+和Hg2+表現出優良的吸附選擇性和捕獲能力，可將Ag+和Hg2+降低到痕量（<1 ppb），符合國際飲用水標準。同時發現，Mo3S13-Ppy可在高Cu2+/Ag+比時有效提取銀，為從富含銅的銀礦浸出液高效取銀提供可能。更重要的是，Mo3S13-Ppy在吸附銀離子的同時可將Ag+還原為單質銀，形成了釐米級大小的片狀銀晶體，易於實現提取和純化。這為從各種廢水環境直接提取貴金屬提供了新思路。
該研究由北京師範大學化學學院馬淑蘭教授與美國西北大學Mercouri G. Kanatzidis教授合作完成，北京師範大學化學學院為第一完成單位，論文第一作者為北京師範大學化學學院博士生袁萌偉，合作指導教師還有孫根班副教授。論文相關信息：Polypyrrole-Mo3S13: An Efficient Sorbent for the Capture of Hg2+ and Highly Selective Extraction of Ag+ over Cu2+, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 1574-1583. DOI: 10.1021/jacs.9b12196.
來源 北京師範大學化學學院
論文鏈接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12196
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