廢水中的銀離子（Ag+）是一種主要污染物，同時(shí)白銀需求的增加和相對稀缺，因此回收金屬銀具有重要有意義。然而，廢水是許多不同金屬鹽的復(fù)雜混合物，開發(fā)對銀離子具有高特異性的可回收吸附劑仍然是一個(gè)主要挑戰(zhàn)。
基于此，南昌航空大學(xué)楊利明博士和重慶科技大學(xué)李敏副教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種混合價(jià)（Mo(V)和Mo(VI)）的氧化鉬（MoOx）吸附劑，其對Ag+具有高選擇性（分配系數(shù)為6437.40 mL g?1），吸收容量為2605.91 mg g?1。該吸附劑對廢水中Ag+的回收率為97.9%，有助于其實(shí)際應(yīng)用。此外，MoOx可在Ag回收后循環(huán)使用，5次循環(huán)后回收率可達(dá)97.1%。通過DFT計(jì)算，作者模擬了MoOx和MoOx-Ag（MoOx沉積金屬Ag）捕獲Ag+的過程。DFT計(jì)算表明，Ag+在MoOx上還原沉積過程中可能發(fā)生多個(gè)中間過程。MoOx-Ag上的*OH、*O和*OOH（*表示MoOx和MoOx-Ag上的活性位點(diǎn)）的自由能大于MoOx上的自由能，說明Ag的沉積提高了MoOx的表面活性。MoOx上的速率決定步驟為自由能為2.317 eV的*O→*OOH轉(zhuǎn)變，而MoOx-Ag上的速率決定步驟由*O→*OOH轉(zhuǎn)變?yōu)?OOH→O2。更重要的是，MoOx-Ag表現(xiàn)出比MoOx更低的Ag+→*Ag自由能（分別為-0.756 eV和-0.967 eV），表明Ag+比MoOx更容易還原沉積在MoOx-Ag上。在Ag+捕獲過程中，MoOx表面的中間反應(yīng)可以為后續(xù)的Ag+還原提供額外的電子，而沉積在MoOx上的Ag降低了進(jìn)一步還原沉積Ag+的能壘，導(dǎo)致更多的Ag+被還原。此外，DFT計(jì)算結(jié)果表明，MoOx表面的中間過程產(chǎn)生了質(zhì)子。Mixed-valence molybdenum oxide as a recyclable sorbent for silver removal and recovery from wastewater. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-37143-2.https://doi.org/10.1038/s41467-023-37143-2.
