研究人员设计纳米原电池系统用于修复多种重金属离子

中国科学院合肥物质科学研究院吴正彦、张佳研究员团队合成了一种多功能、广谱的基于Fe/Cu一次电池的纳米复合材料，该复合材料具有光诱导质子化效应，可固定多种重金属离子。该体系具有大量的活性位点，对高稳定性重金属离子(HMI)具有很强的捕获和固定作用。

现有的修复策略难以有效去除各种带相反电荷的HMI，且不释放有毒物质。为了解决这个问题，研究人员构建了一种基于原电池的纳米复合材料，具有光诱导质子化效应，可以有效地巩固带相反电荷的HMI，从而解决了环境应用挑战。

在本研究中，团队首先制作了一个原电池，然后用乙二胺四乙酸(EDTA)和光质子化分子2-硝基苯甲醛(2-NBA)修饰氧化石墨(GO)，制备出具有光诱导质子化效应的Fe/Cu原电池基纳米复合材料(FCPBN)。这些配方进一步增强了HMI的吸附和质子诱导的沉淀反应。

此外，FCPPN对水中Cr(VI)、As(III)、Cd(II)、Pb(II)、Mn(II)、Zn(II)、Co(II)、Ni(II)、Cu(II)等HMIs表现出良好的去除性能，去除率达到中国饮用水标准，并且对安徽池州收集的Cr(VI)和Cd(II)污染土壤有较好的修复效果。

论文第一作者葛志军表示：“这种创新方法未来可以实现更高效、更环保的HMI修复，支持可持续的环境发展。”

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