https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2022.100858 本文以蒙脫土(MMT)為基體,通過一步水熱法制備了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的花狀1T/2H混合相MoS2(D-MoS2)。MoS2納米片不同的生長方向?qū)е缕浠钚晕稽c充分暴露,同時水熱反應與NH4+插入導致MoS2中1T相所占比例上升,并可在MMT表面靜電力的驅(qū)動下均勻分散。此外由于MMT提供大量-OH復合材料的疏水性得到改善。D-MoS2/MMT(D-Mt)復合材料優(yōu)異的吸附能力主要是通過生成1T相MoS2引入更多的S缺陷,伴隨著MMT層間和邊緣進行吸附來提高的。這種原位生長在MMT表面的D-MoS2制備策略為選擇性去除水溶液中的Pb2+提供了一種新方法。二硫化鉬(MoS2)是一種應用廣泛的環(huán)境修復材料,由于其比表面積大、力學性能優(yōu)良、S基團豐富、熱穩(wěn)定性好,可作為石墨烯基吸附材料的替代材料。同時,根據(jù)軟硬酸堿理論,S2-對Pb2+具有選擇吸附性。通常MoS2中活性中心主要集中在邊緣位點和S空位,然而,目前自然界中存在的MoS2是2H相,相對穩(wěn)定,不易形成活性位點。因此,2H相MoS2在吸附領域中的實際應用受到嚴重阻礙。相反,由于電荷轉(zhuǎn)移電阻降低,層間距離增大,1T相MoS2表現(xiàn)出更強的化學活性。但1T相MoS2結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且自然環(huán)境中幾乎不存在。因此,制備1T/2H混晶相MoS2維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、增加活性位點和賦予材料選擇吸附性具有重要意義。(1) 在MMT表面原位生長1T/2H混合相MoS2。(2) MMT表面的靜電力促使1T/2H混合相MoS2均勻分散。(3) 過量硫脲的添加和1T相MoS2的生成有利于引入更多S缺陷。(i) MMT的Zeta電位(插圖為MMT(001)表面電荷密度);二:D-Mt中MMT的結(jié)構(gòu)特點 (b)和(c) D-MoS2和D-Mt的接觸角照片;(d) D-MoS2、MMT和D-Mt的紅外光譜圖;(g)和(h) Pb2+和MMT(001)之間的PDOS圖。三:D-Mt中MoS2的結(jié)構(gòu)特點 (f)和(g) MoS2和Pb2+之間的結(jié)合能;(h)和(i) Pb2+與MoS2(002)之間的PDOS圖。D-Mt對Pb2+的去除率和吸附量隨(a) pH、(b) 時間、(c) D-Mt投加量和(d) 初始濃度的變化關系;(e) D-MoS2、MMT和D-Mt隨時間的變化對Pb2+的去除率;(f)和(g) 共存金屬離子對D-Mt吸附Pb2+的影響;(h) D-Mt吸附Pb2+的循環(huán)使用壽命;(j) Pb2+去除率標準化效應帕累托圖:(A) pH, (B)時間, (C) D-Mt投加量, (D) Pb2+初始濃度;本研究通過引入1T相MoS2活化其惰性基面以增加活性位點。MoS2呈花狀并在MMT表面靜電力的驅(qū)動下實現(xiàn)原位生長。垂直排列的MoS2納米片有利于暴露活性邊緣,缺陷結(jié)構(gòu)使D-Mt具有較高的活性位點密度。吸附機理表明Pb2+可通過層間離子交換,邊緣-OH和活性位點吸附途徑被有效去除。通訊作者 鄂濤:博士,教授,渤海大學環(huán)境工程專業(yè)帶頭人,碩士研究生導師。遼寧省毛皮綠色制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長,渤海大學環(huán)境研究院副院長,錦州市金屬材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員,渤海大學環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所所長。研究興趣:化工清潔生產(chǎn)工藝,土壤與水污染修復技術(shù)、低碳減碳工藝技術(shù)開發(fā)及鈦基功能材料的制備工藝及應用。在ACS Appl Mater Interfaces,J Hazard Mater,Sep Purif Technol,J CLEAN PROD,Mater. Today Chem,J. Environ. Chem. Eng等國際著名期刊上以第一/通訊作者發(fā)表SCI收錄論文24篇,主持24項科研項目,以第一發(fā)明人獲得授權(quán)發(fā)明專利13項,單項專利轉(zhuǎn)化額度超100萬,近三年科技成果轉(zhuǎn)化合同金額623萬。通訊作者 楊姝宜:渤海大學環(huán)境工程專業(yè)副教授,碩士生導師。研究興趣:土壤修復技術(shù)和固體廢物資源化。在J Hazard Mater,J CLEAN PROD,ACS Appl Mater Interfaces,Sep Purif Technol,Mater. Today Chem,J. Alloys Compd等國際著名期刊上以第一/通訊作者發(fā)表SCI收錄論文15篇,擔任《Journal of Alloys and Compounds》,《Journal of Cleaner Production》,《Journal of Polymers and the Environment》等SCI知名期刊審稿人。
電子郵箱:yangshuyi@bhu.edu.cn第一作者 程穎:渤海大學化學工藝專業(yè)碩士研究生。研究興趣:重金屬土壤修復和水體中重金屬的深度去除。目前在Mater. Today Chem,J. Environ. Chem. Eng,Inorg Chem. Commun期刊上發(fā)表SCI收錄論文3篇,主持渤海大學研究生創(chuàng)新基金項目1項,授權(quán)發(fā)明專利1項。
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