发布时间:2020-03-29  阅读次数:701

    作为一种具有高毒性的痕量金属,汞因其在大气、土壤、水环境中潜在的长距离扩散风险而引起全球关注。目前,汞的几大工业排放源(如燃煤电厂、垃圾焚烧厂等)都受到广泛关注并开展控制研究,然而其他一些汞排放源却没有得到重视。例如,含汞灯可以在4天释放1.3 mg或占灯中总汞量30%的汞蒸气;医疗行业中所涉及汞的使用(包括牙科使用的汞合金、疫苗保存和非电测量装置)也会导致Hg0的释放。这就使相关的消费者和从业人员很容易受到暴露汞的影响,存在着极大的健康隐患。因此,快速去除暴露在上述条件下的汞蒸气(Hg0)显得十分必要。

     本研究针对常规吸附剂对汞的吸附容量较小和吸附速率较慢等问题,结合零价汞吸附去除机制,利用N,O双锚定机制将Mn以单原子形式锚定在炭基材料当中,该材料对零价汞具有极强的吸附能力,在室温下能够快速吸附大量的Hg0(275min的Hg0吸附量可达16.95mg/g),Mn的单原子存在形式通过AC-HAADF-STEM表征得到验证,采用XPS,Hg0-TPD,DFT计算等手段探索了相关的作用机制。本研究也为炭基材料氧化性能的提高以及室温下高浓度Hg0快速捕集的方法提供了指导。最终研究成果以题为“Atomically Dispersed Manganese on a Carbon-Based Material for the Capture of Gaseous Mercury: Mechanisms and Environmental Applications”的论文发表于环境领域权威期刊Environmental Science & Technology(https://doi.org/10.1021/acs.est.9b07524)。课题组博士研究生李佳幸为该论文的第一作者,瞿赞研究员为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划(2017YFC0806300)和国家自然科学基金(No. 21677096)的资助。

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