有机/硅酸盐复合微/纳米结构材料的设计及其对重金属离子的吸附增强作用

重金属离子(如铅、镉、汞等)具有高毒性和致癌性，水体中的重金属离子污染对人类健康和环境已经构成严重威胁，并多次引发重金属离子中毒事件，因此重金属离子的有效去除已成为国家亟需解决的问题之一。本项目以重金属离子的高效去除为目标牵引，针对当前吸附材料在性能提高方面所面临的困难，力求突破原有单一吸附模式，在合成微/纳米结构硅酸盐吸附材料的基础上，充分利用其比表面积高的结构优势，在表面引入有机物修饰，实现有机物与硅酸盐材料的有效复合，制备出兼具离子交换吸附和表面修饰吸附的复合型高效吸附材料；深究有机/硅酸盐复合微/纳米结构的构筑参数对重金属离子吸附性能的影响；探索两种吸附模式协同作用在对重金属离子吸附性能增强的规律和机理，为重金属离子高效吸附材料的设计开发奠定基础。开展本项目的研究工作，不仅对发展新型重金属离子吸附材料具有重要的科学意义，而且具有广泛的社会和经济效益。

重金属离子(如铅、镉、汞等)具有高毒性和致癌性，水体中的重金属离子污染对人类健康和环境已经构成严重威胁，并多次引发重金属离子中毒事件，因此重金属离子的有效去除已成为国家亟需解决的问题之一。本项目以重金属离子的高效去除为目标牵引，针对当前吸附材料在性能提高方面所面临的困难，拟开发高性能纳米吸附材料。基于前期研究成果硅酸镁空心球作为重金属离子吸附剂所表现出的优势，提出以硅酸镁空心球为研究对象，一方面在空腔中引入四氧化三铁磁性内核，提高其分离效率；另一方面，充分利用其壳层的多孔结构引入有机物修饰，如利用氨基偶联剂和3,4-乙烯二氧噻吩修饰硅酸镁壳层，实现有机修饰物与硅酸盐材料的有效复合，制备出兼具离子交换吸附和有机修饰物吸附的复合型高效吸附材料，通过深入探索高效吸附材料的合成方法及对重金属离子吸附性能增强的规律和机理，为今后高效重金属离子吸附材料的设计开发提供了重要参考。