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湖南大学制备出新型重金属吸附剂

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央广网长沙9月27日消息(记者邓文辉 通讯员郭婧 曾欢欢)你知道吗,从江河湖水到自来水,都可能存在重金属这个“隐形杀手”。水体中重金属污染物的毒性大又无法生物降解,极易通过食物链而富集,直接威胁环境和人体健康,已引起社会各界的广泛关注。近日,湖南大学材料学院唐艳红副教授团队从重金属废水处理的关键因素——吸附剂入手,制备出新型双网络水凝胶重金属吸附剂,并获得国家专利授权。

近年来,已有多种物理和化学方法被应用于工业和环境领域的重金属水污染治理中,如沉淀法、电化学法、离子交换法和吸附法等。其中吸附法因操作简单又具有成本优势而受到重视。然而传统的吸附材料通常有不够经济、吸附效率低和回收再生困难等缺点,迫切需要开发新型高效可回收的吸附剂。针对该情况,唐艳红研究团队选择具有优异力学性能、热性能和高的比表面积的氧化石墨烯为介质,并开创性地引入双网络聚合物结构。通过聚丙烯酸钠和聚乙烯多胺两种聚合物的引入和共同作用,与氧化石墨形成多空双网络结构,大幅增加了对重金属离子的吸附位点,制备出一种新型双网络水凝胶重金属吸附剂。

“通俗地说,该吸附剂就是一种加强版‘水果冻’。生产成本较此前的单纯使用石墨烯制备吸附剂降低了一半,同时,由于双网络结构使得其机械强度高、不易破碎、易操作、易再生利用,进一步降低了使用成本。此外,该吸附剂还具有含水量高、金属离子扩散速率快、吸附量大等优质特点。目前成果已经初步应用到了冶炼、涂料、化工等企业的废水处理中。”团队中从事环境污染控制研究的刘承斌教授告诉记者。

因该技术不需要对企业的原有设施做任何改动,只需要更换吸附剂,工业改造成本极低,目前已取得明显的社会效益和经济效益。下一步,团队将提升吸附剂的多功能性,建立放大装置,探索饮用水的深度净化应用,激发应用潜力。