汞是重要的工业原料，大量的汞及其化合物被广泛应用于电池、塑料、含汞农药、氯碱行业等工业，给人类健康带来了严重的危害。因而，汞污染的治理已成为全球环境科学技术领域高度重视的一个问题。目前，对含汞废水的处理方法主要有化学沉淀法、电化学法、离子交换法和吸附法等，但存在吸附量小、吸附时间长、选择性差、分离困难、易造成二次污染等缺点。因此，研究和开发快速响应型吸附容量大、具有选择性且易与水溶液分离的新型环保吸附剂具有重要意义。
陕西科技大学特聘教授王传义团队近年来开展了一系列重金属离子吸附分离材料的研究，并取得了有意义的结果（参见：Chem. Eng. J., 2019, 358, 253-263；J. Colloid Inter. Sci., 2019, 554, 479-487 (Editor’s Choice); Chem. Eng. J., 2019, 363, 192-202; Environ. Chem. Lett., 2018, 16(2), 653-658; Chem. Eng. J., 2017, 311, 236-246等）。
最近，该团队科研人员在前期研究基础上，以木质素为骨架，戊二醛为交联剂，超支化聚乙烯亚胺与壳聚糖交联制备得到具有半互穿三维网络结构的多孔聚乙烯亚胺功能化壳聚糖/木质素复合海绵吸附剂。该吸附剂含有大量可以鳌合汞离子的氨基官能团，能快速、高效、高选择性地去除水中的汞离子。实验结果表明，该吸附剂在1分钟内可吸附超过最终吸附容量（663.5 mg/g）83.5%的汞离子。除此之外，对汞离子的选择性系数分别比对铜离子、镉离子和铅离子高3个数量级（参见图1）。这主要归因于复合海绵中由网络化的纳米壁组成的多孔结构，增加了官能团的分布，进而暴露出更多的活性位点，导致汞离子与表面官能团快速络合，从而加快化学吸附的过程（如图2所示）。
图1. 新型复合海绵对水中汞离子的吸附动力学及选择性吸附示意图
图2. 新型复合海绵快响应吸附机制示意图
该快速响应型环保吸附剂对处理无法预测和无法控制的重金属离子污染突发事件具有重要意义，减少吸附时间，降低了处理成本。同时，开发的新型复合海绵具有环保、高效、低成本、机械性能稳定、实际应用操作简单等优点，在含汞废水处理方面具有广阔的应用前景。
参考文献：Environ. Sci. Nano, 2020
源于x-mol，若有不妥，请联系！