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固體所在微/納米結(jié)構(gòu)材料環(huán)境治理方面取得新突破

??? 微/納米結(jié)構(gòu)材料是通過(guò)納米結(jié)構(gòu)單元(如納米管、納米片及納米顆粒等)按照一定的規(guī)律組裝成的材料。中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體所科研人員利用其結(jié)構(gòu)的特殊性,合成出具有吸附性能的硅酸鎂空心球。結(jié)果表明,制備具有微/納米結(jié)構(gòu)的吸附材料能夠極大地提高其吸附效果,為下一步開(kāi)展針對(duì)持久性污染物的治理工作奠定了材料基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利,撰寫(xiě)的論文發(fā)表在《歐洲化學(xué)》上(Chem. Eur.J. 2010163497-3503)。

??? 微/納米結(jié)構(gòu)材料在微觀組成單元上具有納米結(jié)構(gòu),保持了納米材料的特性,即高比表面積和高反應(yīng)活性等;宏觀尺度達(dá)到微米量級(jí),克服了納米材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、易團(tuán)聚的不足;同時(shí)納米結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑成的微/納米結(jié)構(gòu)材料,單元與單元之間存在孔洞或通道,有助于吸附質(zhì)進(jìn)入其內(nèi)部,提高材料的吸附性能,是一類(lèi)具有高效治污特性的新型納米材料。

??? 固體所研究人員基于微/納米結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性,并考慮到其作為吸附劑時(shí)應(yīng)避免對(duì)環(huán)境造成的二次污染(金屬硅酸鹽與環(huán)境具有友好和相容性)。研究人員基于SiO2膠體球的弱堿侵蝕反應(yīng)策略,合成了多種多孔硅酸鹽空心球,克服了傳統(tǒng)硅酸鹽礦石比表面積小、吸附能力低的缺點(diǎn)。相關(guān)的系列成果發(fā)表在《化學(xué)通訊》、《材料化學(xué)》、《納米科學(xué)與技術(shù)》及《納米技術(shù)》雜志上(Chem. Commun. 2008, 48, 6555-6557, J. Mater. Chem. 2009, 19, 2253-2258, J. Nanosci. & Nanotech. 2009, 9, 4820-4825, Nanotechnology 2009, 20, 155604)。最近又在此基礎(chǔ)上,研究人員通過(guò)調(diào)控反應(yīng)條件,最終合成了具有高比表面積的微/納米結(jié)構(gòu)的硅酸鎂空心球(521m2/g),初步考察其對(duì)有機(jī)染料分子和重金屬離子的吸附性能時(shí),發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)物對(duì)亞甲基藍(lán)和鉛離子的吸附量分別達(dá)到207 mg/g300 mg/g,比處理過(guò)的海泡石的吸附量(68 mg/g94 mg/g)要高很多,而且可以通過(guò)煅燒將吸附的有機(jī)染料分子除去,再生后的產(chǎn)物仍表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸附能力。

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