納米尺度“破譯”鎘與吸附材料間的相互作用

近日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所重金屬生態(tài)毒理與污染修復(fù)創(chuàng)新團隊在多尺度探究鎘與腐植酸-巰基坡縷石復(fù)合材料間的界面相互作用方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《化學(xué)工程雜志（Chemical Engineering Journal）》上。

鎘是農(nóng)田土壤的首要污染物，對糧食安全和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。復(fù)合材料的應(yīng)用對強化鎘污染鈍化修復(fù)具有重要意義，但當(dāng)前研究多集中于實證和光譜分析，而納米尺度下復(fù)合材料對鎘的吸附與固定作用的研究較為缺乏。

該研究制備了生物源、礦物源和混合腐植酸等不同來源的腐植酸與巰基坡縷石復(fù)合材料，對這些復(fù)合材料與鎘的界面相互作用開展定量探究，系統(tǒng)揭示其在納米尺度下構(gòu)效關(guān)系和相互作用關(guān)鍵機制。結(jié)果表明，生物源腐植酸-巰基坡縷石復(fù)合材料的吸附效果和穩(wěn)定性最好，最大吸附量較單一巰基坡縷石增加32.2%。生物源腐植酸-巰基坡縷石復(fù)合材料對鎘的吸附容量高達(dá)每平方厘米85.41納克，該復(fù)合材料與鎘之間粘附力為2.02納米牛頓，其對鎘的吸附能為-1.71電子伏特。研究深入揭示了吸附過程中羧基的高效電子轉(zhuǎn)移機制。相關(guān)工作為鎘污染靶向高效修復(fù)提供新思路和理論依據(jù)。